Нержавеющая мартенситно-стареющая сталь

 

НЕРЖАВЕЮЩАЯ МАРТЕНСИТНОСТАРЕКИДАЯ СТАЛЬ, содержащая хром, никель, молибден, марганец, железо, .отличающаяся тем, что, с целью повьшения экранируклцих свойств по отношению к внешним магнитным полям, она дополнительно содержит медь, бериллий, церий и кальций при следующем соотношении компонентов , мас.%: Хром10-12 Никель6-10 Молибден0,9-2,0 Марганец0,7-2,5 Медь2,0-3,5 Бериллий0,001-0,1 Церий , 0,005-0,15 Кальций0,005-0,025 ЖелезоОстальное i при условии, что соотношение никеля и марганца должно отвечать зависимос (Л ти Ni + 2Мп 12.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 22 С 38/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР, ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3715855/22-02 (22) 27.03.84 (46) 23.09.85. Бюл. У 35 (72) Е.М.Струг А.С.Ченцов, M.Ë.ÕåHêèí, M.Ä.Ïåðêàñ и Н.П.Соболева (53) 669.14.018 ° 821-194(088.8) (56) Патент Англии Ф 1061563, кл. С 7 А, опублик. 1972.

Патент Англии В 1046300, кл. С 7 А, опублнк. 1971..(54)(57) НЕРЖАВЕКМЦАЯ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩАЯ СТАЛЬ, содержащая хром, никель, молибден, марганец, железо, .отличающаяся тем, что, с целью повышения экранирующих

„„SU„„1180399 A свойств по отношению к внешним маг-. нитным полям, она дополнительно содержит медь, бериллий, церий и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Хром 10-12

Никель 6-10

Молибден 0,9-2, 0

Марганец 0,7-2,5

Медь 2,0-3,5

Бериллий 0,001-0,1

Церий 0,005-0,15

Кальций 0,005-0,025

Железо Остальное при условии, что соотношение никеля Е с и марганца должно отвечать зависимости Ni + 2Mn 4 12 °

Т а б л и ц а 1

Содержание, мас.%, в составе

Компоненты

12

10

0,9

1,3

Мо

1 1180

Изобретение относится к металлургии легированных сталей, а именно к нержавеющим мартенситно-стареющим сталям, и может быть использовано при изготовлении сложных тонкостенных (до 1,5 мм) отливок корпусных деталей.

Цель изобретения — повышение экранирующих свойств по отношению к внешним магнитным полям. 10

Выбранный состав стали, вследствие отсутствия в структуре заметных количеств аустенита, обеспечивает достижение требуемых магнитных свойств магнитной проницаемости 15 р„ 7,200 Гс/Э и коэрцитивной силы

Н с 25 Э. . Поставленная цель достигается тем, что в стали титан, алюминий и ниобий заменяют на бериллий и медь и одновременно увеличивают. содержание марганца до 2,5 мас.X.

Такая замена обеспечивает требуемое упрочнение за счет образования при. старении упрочняющих фаз типа Ni3e, Ni а медь обеспечивает как упрочнение за счет выделения чистой меди, так и необходимую жидкотекучесть стали. Замена упрочнителей

1 титана и алюминия на перечисленные элементы устраняет образование плен и грубых скоплений неметаллических включений, состоящих из оксидов алюминия и нитридов и карбонитридов титана. Увеличение содержания марганца снижает точку конца мартенситного превращения (М„), смещая ее в область отрицательных температур по шкале Цельсия, а это, в свою очередь, приводит к образованию значительных количеств остаточного

40 аустенита при обычных термических обработках, поэтому в составе стали уменьшают количество никеля до 6—

1р мас.X. так;чтобы сумма содержания ни келя с удвоенным содержанием марган- 45

399 .г ца не превышала 12% при данном содержании хрома. Содержание хрома определяют условием обеспечения заданной коррозионной стойкости (нижний предел) и положением точки М„ при указанных содержаниях марганца и никеля. Уменьшение содержания марганца приводит к снижению упрочнения, так же влияет и уменьшение содержания никеля ниже 6 мас.X. Кроме того, в этом случае возрастает критическая скорость закалки на мартенсит, что приводит к необходимости использования закалочных сред, а закалка в воде или масле может вызвать коробление сложных отливок.

Из тех же соображений выбирают содержание молибдена, меди и бериллия. Уменьшение из содержания ниже предлагаемых нижних пределов не обеспечивает требуемое упрочнение. Увеличение .содержания меди свыше

3,5 мас.% приводит к снижению коррозионной стойкости без прироста прочностй, à увеличение содержания бериллия и молибдена - к увеличению стоимости стали.

Сильные раскислители — церий и кальций вводят для измельчения и уменьшения количества точечных неметаллических включений, концентрации их выбирают из условий максимальной их. эффективности при минимальной стоимости., Перечисленные ингредиенты в указанных количествах обеспечивают получение литой.мартенситно-стареющей нержавеющей стали, отвечающей требованиям по загрязненности неметаллическимн включениями и соответствующейбаллу 1-1,5 для точечных неметаллических включений.

Для получения стали готовят три смеси компонентов, .состав которых приведен в табл. 1.

1180399

Продолжение табл.1

Содержание, мас.Ж, в составе

) г ) з

Компонеты

2у0

3,5

2,5

Си

2,5

0,7

1,5

0,01

0,15

О, 005

О, 005

Се

0,025

0,001

0;01

Са

0,1

0,05

Fe

Остальное

Таблица 2

Коэрцитивная сила Н, Э

Количество аустенита, Х

Максимальная

Сталь магнитная проницаемость, уоркс Гс/Э

42

Известная

Предлагаемая

22,1

220

20,4

240

6,5

23,0

210

Полученные отливки подвергают гомогенизирующей обработке при 1200 С в течение 1 ч с охлаждением в воде.

После гомогенизации из отливок вырезают образцы для исследования микроструктуры, магнитных и механиВ стали предлагаемого состава количество и размеры неметаллических включений значительно меньше, чем в известной. Кроме того, магнитные свойства (магнитная проницаемость и коэрцитивная сила) предлагаемой стали в упрочненном состоянии в большей степени удовлетворяют требованиям экранированияот внешнихмагнитных полей,чтоявляется следствиеммалрго,меньше 8мас.7,количества аустенита в структуре предлагаемойстали.

Остальное Остальное ческих свойств. Образцы после изготовления подвергают старению при

500-510 С в течение 3,5-4 ч.

Результаты измерения магнитных свойств и количества аустенита приведены в табл. 2.

Использование предлагаемой стали для изготовления сложных фасонных отливок корпусных деталей точных приборов, обеспечивающих требуемую способность к экранированию от внешних магнитных полей, взамен применяемого проката, позво лит в 7 — 8 раз снизить металлоемкость изделия и в.

10 — 12 раз трудоемкость обработки на металлорежущих станках.