Сталь

 

СТАЛЬ, содержащая углерод, , кремний, марганец, хром, никель, молибден , ванадий, церий, лантан и железо, отличающаяся тем. сесошякАя 5 RATKJffTlIi- :.;: I J I ТЕХ11й Е ; Л ; ЭлЗЛИОТЕдД что, с целью повышения трещиноустойчивости при сохранении прочности, она дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод0,15-0,28 Кремний1,5-2,5 Марганец0,5-1,2 Хром0,6-1,2 Никель0,3-1,0 Молибден0,2-0,4 Ванадий0,05-0,20 Церий0,05-0,10 Лантан0,005-0,01 Магний0,005-0,01 ЖелезоОстальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

ЗЕО С 22 С 35/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTNA списочник изоБРЕтеНИЯ --. (21) 3596377/22-02 (22) 27.05.83 (46} 07.10.84. Бюл. ¹ 37 (72) Е.И.Пряхин, Л.Д.Иванова, А.С.Капран, Г.А.Шемонаева, В.А.Кучумов, Б.А.Кимель, В.Н.Купыро и Г.M.Êëè÷êî (53) 669.15.194(088.8) (56} 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 431259, кл.— С 22 С 38/46, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 899702, кл. С 22 С 38/46, 1979. (54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод,, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, церий, лантан и железо, отличающаяся тем, „SU„, 1117331 А что, с целью повышения трещиноустойчивости при сохранении прочности, она дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Молибден

Ванадий

Церий

Лантан

Магний

Железо

0,15-0,28

1,5-2,5

0,5-1,2

0,6-1,2

0,3- t,0

0,2-0,4

0,05-0,20

0,05-0,10

0,005-0,01

0,005-0,01

Остальное

1117331

Изобретение относится к черной

Металлургии, в частности к сталям, используемым для получения литых изделий.

Известна сталь 11" следующего состава, мас.%:

Углерод 0,20 0 24

Марганец 0,5-0„,8

Кремний 1„8-2,0

Хром 0,6-0,9

1Î

Молибден 0,25-0,30

Ванадий 0,1-0,15

Магний 0,О05-0,01

Церий 0,05-0,1

Иттрий 0,05-0,1

Железо Остальное

Недостатками данной стали яви пот я неудовлетворительная пластичность и низкая трещиноустойчивость.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сталь f2 3 с«едующего состава, мас.7:

Углерод 0,12-0,24

Марганец 0,30 — 0,95 2

Кремний 0,17-0,37

Хром 0,3-1,5

Никель 1,9-3,25

Молибден 0,20-0,.5

Ванадий ООэОз

Алюминий 0,01-0,03

Кальций 0,002-0,С2

Церий 0,01-0,3

Лантан 0,005--0,2

Неодим 0,001-0,05

Железо Остальное ЪЗ

Недостатком известной стали является неудовлетворительная трещинаустойчивость.

Цель изобретения — повышение трещинаустойчивости стали при, -охране г0 нии прочности.

Для достижения поставленной цели сталь, содержащая углерод, кремний, марганец хром никель, молибден. на1 Э

Л 1 надий, церий, лантан и железо, допол-нительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,15-0,28

Кремний

Марганец 0,5-1, 2

5О

Хром -0,6-1 2

Никель 0,3-1,0

Молибден О, 2-0,7«

Ванадий 0,05-0,20

Церий 0„05-0,1О

Лантан 0,005-0,01

Магний 0,005-0,01

Железо Остальное

Предлагаемая сталь обеспечивает сокращение высоких значений предела прочности, предела текучести и ловышение трещиноустойчиности за счет увеличения содержания кремния„ пониженнагс содержания никеля и,цопалнительного введения магния.

Высокие прочностные свойства стали достигаются увеличением содержания кремния до 1,5-2„5 мас.7.. При указанном содержании кремний обеспечивает упрочнение твердого раствора за счет размерного и упругого несоответствия между атомами кремния и атомами железа. При содержании кремния до 1,5мас.7. эффект необходимого упрачнения не достигается, а при содержании кремния выше 2„5 мас.% наблюдается переупрочнение твердого раствора с =Fe, приводяmee к ега ахрупчиванию. Соатветственна, резко снижаются пластичность и вязкость стали.

Магний оказывает сильное действие на первичную кристаллизацию, устраняя зону столбчатых кристаллов и образуя мелкозернистую структуру. Являясь поверхностна-активным элементом, магний изменяет форму и характер расположения неметаллических включений.

Указанным воздействием магний в количестве 0,005- 0,010 мас.% способствует абеспече«wo высокого уровня пластичности и ударной вязкости, повышению трещиноустайчивасти стали при увеличении предела прочности и предела течучести стали, чта вызывается легираванием кремния.

Прецлагаeìàÿ сталь имеет в 1,6 раз выше трещиноустойчивость, чта объясняется воздействием магния, более

:«vзким содержанием никеля. Никель является элементом-акцептором и при введении в количестве 0,3-1,0 мас.%. способствует уменьшению дисбаланса между элементами-донорами и элементами-акцепторами и вызывает повышение трещинаустайчивости по сравнениго са сталью, не содержащей никель. Однако при увеличении содержания никеля свыше 1,0 мас.7 проявляется н большей мере влияние никеля на первичную кристаллизацию. Структура стали с содержанием до 1,5 мас.7. никеля отличается уже крупным зерном и наличием зоны столбчатых кристаллов.

Дальнейшее увеличение количества никеля (до 7 мас,%) способствует развитгпо транскристаллизации. Так как трещиноустойчивость стали зависит

111733

Содержание компонентов, мас.7

Ип Si Cr Ni Mo

Сталь

I 1

Предлагаемая

0,10 0,3 0,5 0,3 0,15 0,15 0,03

0,15 0,5 1,5 0,6 0,3 0,2 0,05

0,22 0,9 2,0 0 9 0,7 0 3 0,13

0,28 1,2 2,5 1,2 1,0 0,4 0,20

0,003

0,005 с

0,008

0,010

0,015

0,32 1,5 4,0. 1,5 1,5 0,6 0,30

Известная

0,12 0,30 0,18 0,3 1,9 0,20 0,05 0,01 0,002

0,24 0,95 0,37 1,5 3,24 0,35 0,30 0,029 0,0190 з от структуры, то с увеличением содержания никеля свыше 1,5 мас.X она уменьшается и тем интенсивнее, чем выше содержание никеля в стали.

Пример. Плавку проводят в открытой 60-килограммовой индукционной печи с основной футеровкой.

Проводят 20 плавок предлагаемой стали и 8 плавок известной. Температура заливки стали обоих составов 1560-1570 0.

Для определения мехачических свойств отливают пробные бруски (ГОСТ 977-75).

Образцы из предлагаемой стали

15 подвергают термической обработке по режиму: нормализация.при 1000-1050 С; отпуск при 720-740 С; закалка в воду с 1000-1020 С; отпуск при 180-200 С.

Режим термической обработки образцов известной стали: 1-я закалка с 880-900 С в масло; 2-я закалка с 770-780 С в масло; отпуск при 180-200 С.

Трещиноустойчивость определяют по пробе ЛПИ им.N.È;Êàëèíèíà.

Результаты исследований механических свойств и трещиноустойчивости предлагаемой стали на верхнем, среднем н нижнем уровнях содержания компонентов, а также известной стали и стали с содержанием компонентов, выходящим эа пределы, приведены в таблице.

Как следует из приведенных в таблице данных, трещиноустойчивость предлагаемой стали (составы 2-4) в сравнении с известной (состав 6) в 1,6 раза выше при сохранении высоких значений прочности. При содержании компонентов в стали в меньшем количестве, чем предложено, значения прочности и трещиноустойчивости снижаются (состав 1). При содержании компонентов в большем количестве резко снижается трещиноустойчивость стали (состав 5) .

Экономический эффект от использования предлагаемой стали составит

47460 р. в год.

11 :7331

Продолжение таба","цк

Предел

Предел текучести, МПа

Сталь прочности,, МПа

Се eL а,. Nd

Предлагаемая

1150-1200

1000

1430--1440 1630

1710-172"1500.-1515

1620-1625 18 0

1660-1750

1890-1980

Известная

0,01 0,005 0,001 1I..0 1220

0,30 0,200 0,050 1340 1460

Продолжение т аблг1,ы

Относительное

Относительное

1 удлинение, /о

Сталь сужение, 1

7 х

Предлагаемая

65,0-65,"700

880--990

800-820

850-860

610-620

4,2 "7,3 i 460

15,3

550

1580

Составитель А. Соловей

Техред Л „Коцюбняк Корректор И. Зрдейи

Редактор B. Петраш

Заказ 7155/18

Тираж 602

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

18,0-18,5

15,0-20,1

13, 1-14,4

12, 8-13,4

0,03 0,003

0,05 0,005

0,08 0,008

0,010 0,0 IO

0,15 0,03

56,0-56,3

52,7-54,9

45,0-4i,3

15,6-19,4

Ударная вязког-.ь Тргщино-: кДж/и - устойчи830-870

670-690

150-430