Нержавеющая сталь

 

НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец. хром, ванадий, железо, о т л и ч аю m а я с я тем, что, с целью повышения прочности, пластичности и коррозионной стойкости, она дополнительно содержит азот и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод0,15-0,25 Кремний0,15-0,50 Марганец0,2-0,8 Хром12-14 Ванадий0,10-0,27 Азот0,025-0,065 Кальций0,005-0,050 ЖелезоОстальное при отношении ванадия к азоту 4-4,2.

ИЮ (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3459 С 22 С 38 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИЯМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЗНРЫТИЙ (21 ) 3513560/22-02 (22) 23.11.82 (46) 15.02.84. Бюл. В 6 .(72) С.Я.Шнпицын, Ю.З.Бабаскин, Б.A.Êèðèåâñêèé, Й.В.Щипулин и Н.Д.Иасленников (71) Институт проблем литья AH УССР и Тульский оружейный завод (53) 669.14.018 ° 821-194(088.8) (56) 1. Сталь Х13. ГОСТ 5632-61.

2. Патент Великобритании

В 1126462, кл. C 7 А, опублик. 1968. (54)(57) НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, железо, о т л и я аю щ а я с я тем, что, с целью повы» шения прочности, пластичности и коррозионной стойкости, она дополнительно содержит азот и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:

Углерод . 0,15-0,25

Кремний 0,15-0,50

Иарганец 0,2-0,8

Хром 12-14

Ванадий 0,10-0,27

Азот 0,025-0,065

Кальций 0,005-0,050

Железо Остальное при отношении ванадия к азоту 4-4,2. е

1073319

НОСти И однороднОСтн втОриЧ.

Изобретение относится к металлур= дисперстно т гии и литейному производству, в ных структур. частности к не жаве м р ющи сталям, и Указанные факторы обеспечивают лей предназначено для изготовления дета- повышение пла пл стичности стали и ле, работающих в окислительных сре- . уменьшение к б и д р д ости. дах, например деталей химических 5 кар идно неоднородности. насосов и др.

Азот с ванадием образуют нитридную фазу. Термообработкой достигаются

Известны хромистые нержавеющие заданные дисперсность и распределекорроэионностойкие стали ферритного тридов ванадия, что повышает мартенситно-ферритного н мартенситн ие ни тридов ва прочность стали. ного классов, содержащие углерод, 30 При содержании азота менее 0,025% ван и хром, кремний, марганец, никель, и ванадия мен е 0 10% надий и другие легирующие элемен- и упрочняющий эффект практически ты, например сталь (О-4)Х13 f1) . отсутствует

Наиб аи олее близкой по технической более 0,065% и ванадия более 0,27% сущности и достигаемому эффекту к f5 возможны литейные дефекты в виде предлагаемой является нержавеющая газовой пористости и падение прочсталь, содержащая, вес.Ъ: ностных и пластических ха акте исти . Углерод 0,1-0,45 стали.

Х ром 1 1-16 Оптимальное сочетание пластичесМолибден ких, прочностных и коррозионных

Кремний ствойств стали достигается при содерМарганец Д 4 о жанни азота и ванадия в стали близНикель 0 45

t ком к стехиометрическому соотношению

Медь До, 4 При избытке ва надия, т.е. при соотДо 10 ношении Ч/Н 4,2, происходит улучКелезо шение коррозионной стойкости стали, Однако для данной стали характе- охрупч а при избытке азота {Ч/ И 4) охрупчивание стали из-за азвития

4 рен недостаточный уровень механиче с- процесса старения. р звития ких свойств и коррозионной стойкости, кальция способствует сМсобенно в условиях повышенного дей- З0 Введение каль ия уменьшению степени химической ше

Целью изобретения является повы- неоднородности стали очи е и очищению грапримесей и, как следние прочности, пластичности и кор- ниц зерен от при и розионной стойкости стали. ствие, повышает коррозионную стойПоставленная цель достигается тем,35 кость стали. что нержавекщая сталь, содержащая При содержании кальция менее .углерод, кремний, марганец, хром, 0,005% указанный эффект незначителен, ванадий, железо, дополнительно а при содержании более 0,05% возможсодержит азот и кальций при следу- но ухудшение свой т и сво ств стали иэ-за ющем соотношении компонентов, мас.%: 40 загрязнения ее неметаллическими

Углерод 0,15-0,25 включениями.

Кремний 0,15-0,50

Марганец 0,2-0,8 В условиях опытного производХром 12-14- ства выплавлены в 60-килограммовой

Ванадий индукционной печи составы предлагаАэот 0,025 0,065 емОй стали (9 1-3 B табл. 1), Кальций .0,005-0,050 . выходящие из предлагаемых пределов

)Келезо Остальное {Р 4-5 в табл. 1) и состав известной при отношении ванадия к азоту 4-4,2. cTazH (9 6 s wa6a 1) °

Азот, как поверхностно-активный

Образцы для исследований вырезаи концентрационно-уплотн ий эле- 50 лись иэ треф и термообрабатывались мент, значительно тормозит рОст по РежимУ: закалка - 11б0 С - воэтвердой фазы при кристаллизации дух отпуск - 700 С - 1,5 ч - воздух. металла. При этом расследуется большее число зародыаей кристалМеханические свойства определяют лизаьии, развитие получает обьемная 55 по стандартным методикам, коррозикристаллизация. Сокращается зона онную стойкость в условиях оптимальстолбчатых дендритов, уменьшаются ной среды с рН = 9.,25 определяют на размеры дендритов и пов„„ается плот- ОбРазЦах Зохзох5 по Убыли массы в ность дендритной структуры. В свою течение 30 сУт испытаниЯ. очередь, это приводит к повышению 60 Результаты испытаний приведены химической и физической однород- s табл. 2. ности метаЛла: уменьшению степени Как видно иэ табл. 2 предлагаемая дендритной ликвации, уменьшению сталь по сравнению с известной и со размеров и разориентировок составля- сталями с химическим составом, выходяющих первичной стру*туры, повышению 65 щим из предлагаемых пределов (М 4,5), 1073319

Т аблица 1

Содержание элементов, мас.%

V К Са Fe

Мп

0,25 0,061 0,050

Оста- 4,1 лвное

12,0

0,15 0,5

0,8

4,2

14,0

0,15

0,20

0,35

0,25 0,4

13,1

0,2

0,95

10,9

0,30

0,09

- 15,1

0,080 0,6

0,27 0,3

5 9

0,15

0,2

12,5

0,4

Т аблица 2

OTHOCHтельное удлинение, &, .В

Корроэионная стойкость

4 п1

1 см ч 10

Суже- Ударная вязкость

Предел текучести, Предел прочности, GB7 2 кг/мм кг/мм он кгм/см

9,1

94,5

84,0

9,5

81,5

90,0

9,8

53

93,7

8,2

48

80,0

66,5

79,1

8,0

47

69,0

8,7

68,5

49

81 5

Составитель Л. Суязова

Редактор и. Циткина Техреду.вабинец Корректор A. Тяско.

Заказ 276/25 . Тираж 603 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. ПРоектная, 4 обладают более высокими пределами прочности { на 15%), текучести (на 20%), относительным удлинением (на 14%), сужением (на 8%), ударной вязкостью (на 13%) и коррозионной стойкостью (n sa 60%) . 5

Внедрение новой стали на Тульском оружейном заводе взамен стали 20Х13Л по ГОСТ 2176-77 (базовый вариант) обеспечивает увеличение долговечности изделий как минимум на 20-30t tñíèààåò на 5-10% металлоемкость литых иэделий.

0,27 0,065 0,005

0,10 0,025 0,010

0,09 0,017 0,067

0,43 0,073 0,002

79,6-85,7

68,1-72,3

65,4-68,3

82,5-93,4

108,5-127,6 121-143