Сталь
Иллюстрации
Реферат
Совоэ Соеетскнх
Соцналнстнческнх
Реслублнк
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)952994 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 11. 03. 81:(21) 3278097/22-02 с присоединением заявки №вЂ” .(23) ПриоритетОпубликовано 2308,82. Бюллетень ¹ 31
Дата опубликования описания 2308р.2 (51)М Nn з
С 22 С 38/50
Государственный комитет
СССс ио делам изобретений и открытий (53) УДК 669.14. .018.292-194 (088.8) (72) Авторы изобретения
С.Н. Примеров, В.Г. Горенко, В.Н. Зоц, С.Н. Вобраков, В.H. Голобородов и М.М. Вер
1
Институт проблем литья АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) СТАЛЬ
Изобретение относится к области металлургии и литейного производства, в частности к сталям для отливок атомного и гидротурбинного оборудования.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является сталь (11, содержащая, вес.%:
Углерод 0,01-0,06
Кремний 0,10-0,30
Марганец 0,30-0,60
Хром 12,0-13,5
Никель 2,8-3,2
Медь 0,80-1,3
Церий 0,00 -0,15
Желеэо- Остальное
Недостатками этой стали являются крупнокристаллическая структура, невысокие жидкотекучесть, трещиноустойчивость отливок, пластичность и ударная вязкость, что снижает качество изготовленных из нее отливок.
Целью изобретения является иэмельчение структуры, повышение жидкотекучести, трещиноустойчивости, пластичности и ударной вязкости.
Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь редкоземельные металлы, железо, дополнительно содержит алюминий, титан, кальций, при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:
Углерод 0,01-0,06
Кремний 0,10-0,30
Марганец 0,30-0,60
Хром 12,0-13,5 ð Никель
Медь 0,80-1, 30
Редкоземельные металлы 0,005-0,08
Алюминий 0,01-0,05
Титан 0,01-0,10
Кальций. 0,005-0,05
Железо Остальное
Дополнительное введение в состав стали алюминия, титана и кальция объясняется их благоприятным влиянием на ее структуру. Все эти элементы измельчают структуру стали, что сопровождается очищением межэеренных границ и более равномерным перераспределением неметаллических включений. Последние к тому же приобретают глобулярную форму, что особенно важно для пластичности и ударной вязкости стали. Одновременно улучшаются жидкотекучесть и трещиноустойчивость отливок. Алюминий и, особенно, титан
952994
Химический состав, Ъ
Опытная
Сталь
Хром Никель Медь РЗМ Алюми- Ти- KhJIbний тан ций
Кремний
Марганец
Углерод
0,02
2,7
0,93
0,01 0 17
0,55 12,0
2,8,10
0,60
0.03 О
0 42 13,1
О, 30 13,5
0,04 О,30
3 5
0„06 0,25
0,04 0,21
0,05 0,19
2,5
0 32
0,34 13,4
2,8
Таблица2
Механические свойства
Опытная сталь
Жидко— текучесть, 6j
Трещиноустойчивость Ъ б, 2
y,гс/
Известная сталь
81 64
20 63
17,0
Предлагаемая сталь
66
30 78
24,3
29 77
22,6 связывают свободный азот в тугоплав- кие нитриды и нейтрализуют его вдериое влияние на свойства стали.
Металл выплавляли в 160 — кг индукционной печи. Прн фракционной раэлив5
Известная сталь
0,28 0,32 13,1
Описанная сталь
Опытные составы подвергались метал 5 лографическому изучению и исследования--. Иа литейные и механические свой,ства. При металлографическом исследовании определяли размер зерна. Из литейных свойств исследовали жидкотекучесть и трещиноустойчивость, как яалболеа важные, во многом определяющие ка ество отливок.
:.-1еханические испытания проводили иа общепр, ятых образцах на разрыв ке сталь модифицировали добавками ком. плексной лигатуры, содержащей кальций, РЗМ, алюминий, титан и никель. Химический состав выплавленных сталей приведен в табл. 1.
Т а блица 1
0,80 0,04 0,02 0,01 0,03
3,1 0,94 0,01 0,01 0,03 0,01
1,18 0,005 0,03 0,05 0,005
1,30 0,08 0 05 0,10 0,05
2,7 1,07 0,004 0,06 0,009 0,06
0,97 0,09 0,009 0,11 0,004 и ударную вязкость, изготовленные иэ опытных форм по выплавляемым моделям.
Результаты испытаний представлены в табл. 2. Термическая обработка опытных образцов для механических испытаний включает: нормализацию при 900 С, охлаждение на воздухе, нормализацию при 800@С, охлаждение на воздухе, отпуск при 620 С.
О б„, 2
ДН7
2 кгс/мм Я,Ъ g,В кпсм/см
952994
Продолжение табл. 2
Механические свойства
Опытная сталь бг кгс/мм,% (,%
Трещиноустойчивость %
Жидкотекучесть, %
Câ.
2 кгс/мм н косм/см
27 75
26 74
17 61
14 58
21,8
83
21,3 бб
35
18,4
80
16,5
76
0,01-0,06
0,10-0,30
0,30-0,60
12.0-13,5
2,5-3,5
0,80-1,30
Углерод
Кремний
Марганец
Хром
Никель
Медь
Редкоземельные металлы
Алюминий
Титан
Кальций
Железо
0,005-0,08
0,01-0,05
0,01-0,10
0,005-0,05
Остальное .
Составитель Л. Суяэова
Редактор Г. Волкова Техред A.A÷
Корректор В. Бутяга
Заказ 6219/44 Тираж 660
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Из табл . 2 можно з аключит ь, что предлагаемая сталь составов 2-5 заметно превосходит известную сталь состава 1 по всему комплексу исследуемых свойств ° Так жидкотекучесть и трещиноустойчивость повышается на
15-40%. При практически постоянных прочностных характеристиках, отно сительные удлинения, сужение и ударная вязкость повышается соответст- 30 венно с 20 до 26-30%, с 63 до
74-78% и с 17,0 до 21,3-24,3 кгсм/см, что составляет улучшение на 30-50%, 17-20% и 25-40%. При этом размер балла зерна стали увеличивается с 7-ro 35 до 10-го.
Более высокий уровень свойств предлагаемой стали позволяет рекомендовать ее для широкого применения в атомном и гидротурбинном 40 оборудовании вместо известной стали.
Весьма важным является то, что технология выплавки стали не отличается от существующей. . Формула изобретения
Сталь, содержащая углерод, крем- 45 ний, марганец, хром, никель, медь, редкоземельные металлы.и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения жидкотекучести, трещиноустойчивости, пластичности и ударной вязкости, она дополнительно содержит алюминий, титан, кальций при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Источники информации ,принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство ССР
Р 667б08, кл. С 22 С 38/42, 1979.