Высокопрочная нержавеющая сталь мартенситного класса

 

ВЫСОКОПРОЧНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА, содержащая углерод,хром,никель,марганец,молибден , кремний и железо,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств, она дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод0,05-0,08 Хром13-14,5 Никель4,5-5,5 Марганец0,1-1,0 Молибден2,3-2,8 Азот0,04-0,08 Кремний0,05-0,07 ЖелезоОстальное (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

119) (11) 3151) С 22 С 38 44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2775240/22-02

f (22) 04.06.79 (46) 07.10.83. Бюл. Р 37 (72) A. В. Валтаджи, Г. Б. Строганов, P. Е. Шалин, А, Ф. Петраков, Е. Б. Качанов, Н. М. Вознесенская, A. В. Шалькевич, Г. A. Хасин, Л. Л. Савинок, Й. Ф. Хлыстов, A. Г. 6)алимов, )I. М. Осипова, В. И. Готин, С. Л. Натапов и В.В.Липец (53) 669. 15 24 26 28 74-194{088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 138263, кл. С 22 С 38/50, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР

9 404393, кл. С 22 С 38/44, 1972.

3. Авторское свидетельство (ССР

9 380149, кл. С 22 С 38/50, 1971 (прототип)..(54)(57) ВЫСОКОПРОЧНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ

СТАЛЬ NAPTEHCHTHOI О КЛАССА, содержащая углерод, хром, никель, марганец,молибден,кремний и железо,о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств, она дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод 0,05-0,08

Хром 13-14,5

Никель 4,5-5,5

Марганец О, 1-1,0

Молибден 2,3-2,8

Азот 0,04-0,08

Кремний 0,05-0,07

Железо Остальное

1046323

Изобретение относится к изысканию высокопрочных нержавеющих сталей, обладающих хорошей свариваемостью

° и высоким сопротивлением коррозии под напряжением сварных соединений.

В настоящее время для изготовле ния высокойрочных крупногабаритных сварных деталей широко применяются высокопрочные нержавеющие стали мартцнситного класса BHC-2 (ЭП410-УШ) с прочностью 0 = 135+10 кгс/мм и 10 переходного класса ВНС-5 с прочностью

0" = 150+12 и g> = 160+10 кгс/мм .

Эти стали наряду с высокой прочностью обладают высокой пластичностью и вязкостью и способностью сваривать 15 ся в термически упрочненном состоянии без какой-либо термообработки после сварки (1)и (2).

Однако сталь ВНС-2 обладает пониженным сопротивлением коррозии под напряжением сварных соединений, сталь

BHC-5 имеет пониженную прочность сварных соединений без последующей термообработки Д = 70 кгс/мм, так как способна свариваться в упрочнен25 ном состоянии только "мягкой" аустенитной присадкой св 0,8Х20Н10Гб.

Невозможность сварки стали ВНС-5 . прочной мартенситной присадкой связана с наличием в зоне сплавления сварного соединения большого количестЗ ва остаточного аустенита, который при испытаниях при -70 С превращается в неотпущенный высокопрочный азотистый мартенсит, что приводит к хрупкому разрушению по этой зоне.

Применение аустенитной присадки св 08Х20Н10Гб позволяет исключить разрушение по зоне сплавления в связи с большой пластичностью и мень- 49 шей прочностью сварного шва, по которому и происходит разрушение образцов при испытаниях при -70 С, Наиболее близкой к изобретению 45 является нержавеющая сталь ЭП817 следующего состава, вес.Ъ: углерод

0,05-0,08; хром 13,5-15,0; никель

5, 05-6, О, медь 1, 8-2, 2) титан О, 020,15; марганец 0,1-1,0; молибден

0,8-1,6, лантан 0,01-0,1; церий 0,020,2; ниобий 0,03-0,45; кальций 0,0020,1; кремний 0,05-0,7, железо остальное. !

Сталь ЭП817 после закалки с 55

1000 С + холод — 70 С и старения при 425-450 С имеет следующие механические свойства:

100-120

55-65

120-130

60-65

Предел прочности, кгс/мм . 125-140

Предел текучести, кгс/мм

Относительное удлинение, Ъ 12-18

От нос ит ель н ое сужение, %

Ударная вязкость, кгс/см 12-16

Сталь обладает высокой корроэионной стойкостью под напряжением. Время до образования трещин под напряжением 0 = 100 кг/мм в тропической камере 2 года.

Сталь способна свариваться в термически обработанном состоянии прочной мартенситной присадкой 13).

Однако укаэанная сталь имеет недостаточный уровень прочности и предела текучести.

Целью изобретения является повышение механических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что высокопрочная нержавеющая сталь мартенситного класса, содержащая углерод, хром, никель, марганец, молибден, кремний и железо, дополнительно содержит азот при следующем, соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод 0 05-0,О8

Хром 13-14,5

Никель 4,5-5,5

Марганец 0,1-1,0

Молибден 2,3-2,8

Азот 0,04-0,08

Кремний 0 05-0,07 железо .Остальное

После закалки с 1000-1020 С,обработки холодом при -70 С в течение

2 ч и отпуска 200 С в течение 3 ч сталь имеет следующие механические свойства:

Предел прочности, кгс/мм 140-160

Предел текучести, кгс/мм

Относительное удлинение, Ъ 13-16

Относительное сужение., %

Ударная вязкость, кгс/см 12-14 сварного со- Х единения i 110 кгс/мм

Для получения сплава были выплавлены 3 плавки с различным содержанием азота от 0,04 до 0,08% и с повышенным содержанием молибдена 2,53.

Химический состав и свойства сплава представлены в таблице.

1046323 о>

IO) еc&

i oo

1 Н 4 ! ux

l Xo ! Х а-а

I Х С еoll

I Х ВЕ

i ахи

i оао !

ИВИН

3 !

I

1

I 1

I

I

I

1

1 !

1

I

3

3

3

I

3

t

1

I

I .I !

I

I

I

I

1 !

I !

1

1

Э

ВЕ о

i к

v о

Э Х юн о х Р

ЭЮ хо хо ой

Э о х о

I 1 е е

I 1

I I

I I

1 I б 1

I Х I

I Xece ! 0 I ! m IN

3VtO

l 4

3 g 3 М ! 333 3

I 1 >

1 I

I 1

1 I

3 ! !

1

1

I ! an

1 сае а-1

I

1 !

I

1

1

I мъ а, Е с

3 а-3

1 е

I an

1 Io

1 х х х

oo

Q хя) а. Яи

e VIII

СО с (V а а о аО

an с аа

I г4

I

1 о ! N .3 а-4

I

l o

I ае ! а.е

I

I

I аФ

I o

) с ! о

3 °

1 л

an ! о

I o

I В

1 ! о !

I

1 а-4

3 @0

4! Х

an а0 с Ф о е о о

И И

В а» о lA

Id н и о о

ВВ °

xv

Х Э

ВО иЪ ес о е о о а-Ф аале с а-е Ю

И eo с ао о Е

° . a o с а а

X ch

И

an

ao c аЧ ааЕ аВ .Ю и z

М с о о

М о co an с с с

О .В «Ч

an ааЪ— с@ Ф саЕ

I

1 ,1

° l

° И В

В И о, — о

z z о

z о о и о о K

ВЕ

И A

J I

I 1

I I

-о ! В3.3 ! IIl3CrO

1Н! 4

tv! x t

I mI ! O3%a

1 1

1 Э

1 Х

I Х 1

1u3%« е х е,о"

1Э!ЬЕЕ

1 ВЕ 4

I 1 Х

l I

3 !

I t

I 1 и е ц е

1 ЕеЕ I

1 1

I 1

5 — а

an ай о ann о о

° 35 с с с с с

<ч оо о о

В В В И И °

c— о î Хап л an Oo

О an а-4 О О О с с с С о е оо ч о

"В ° В В ° ° о — lO

r. е- о

I и—

В В u ta.

Х atl aar

m x

1

1

I

1

I

I

1

1

1

1

I

I

I

I !

1

1

1

1

I

I.

l

1

I

1

3

I

1

I

1

1

3

1

1

1

3

I

I

3

1

1

I

1 е

I.

aI3 I

1В 1 о х 1

o .О Ii

1 1 ф!

1

I

1046323

Составитель Л. Голубева

Редактор A. Шандор Техред И.Гайду Корректор A. Повх

Заказ 7668/26 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемый состав стали позволяет повысить предел прочности на 10-15%,пре-, дел текучести на 10-,20% н предел прочности сварного соединения на 15-20%.