Мартенситностареющая сталь

 

МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, никель, марганец, титан, алюминий, ванадий, железо. отличающаяся тем, что, с целью повьшения прочности, твердости и пластичности стали при скоростном старении мартенсита, она дополнительно содержит кремний при следующем соотношении компонентов, мае.%: Углерод 0,01-0,03 Никель10-16 Марганец3,1-8,0 Титан0,5-1,3 Алюминий0,3-1,0 Ванадий0,3-2,5 Кремний0,2-1,1 ЖелезоОстальное.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU 1198129

151) 4 С 22 С 38 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ отличающаяся тем,что,с целью повышения прочности, твердости и пластичности стали при скоростном старении мартенсита, она дополнительно содержит кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод

Никель

Марганец

Титан

Алюминий

Ванадий

Кремний

Железо (21) 3719800/22-02 .(22) 03.04.84 (46) 15. 12.85 Бюл. N - 46 (71) Институт металлофизики АН УССР (72) В.Г.Гаврилюк, E.Â.Åì÷åíêî-Рыбко, В.M.Íàäóòîâ, С.П.Ошкадеров и P.Â.Òåëåâè÷ (53) 669. 14.018.2 — 194(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 306185, кл. С 22 С 38!58, 1971.

Trans, ASM, 1966, 59, р.1, р.7184. (54)(57) МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, никель, марганец, титан, алюминий, ванадий, железо, 0,01-0,03

10-16

3,1-8,0

0,5-1,3

0,3-1,0

0,3-2,5

0,2-1,1

Остальное

1198129

Изобретени относится к черной металлургии, в частности к мартенситностареющим сталям и может быть использовано при изготовлении тонкостенных деталей, которые найдут применение в авиационной промьппленности.

Целью изобретения является повышение прочности, твердости И пластичности стали при скоростном старении мартенсита.

Введение в сталь, содержащую

Ti,А1,V, марганца более 3 мас. приводит к увеличению скорости перераспределения легирующих элемен- тов в процессе нагрева и критическая скорость, необходимая для подавления старения мартенсита, смещается в область скоростей нагрева выше 3000 К ° с

В этом случае во всем диапазоне скоростей идет распад мартенсита, соп. ровождающийся значительным упрочнением сплава. Дополнительное введение в сталь кремния увеличивает прирост твердости при нагреве. Повышение содержания ванадия способствует устранению хрупкости, появляющейся при максимальном упрочнении сплавов, содержащих свыше 37 Мр.

Для установления граничных пределов содержания компонентов в лабораторных условиях выплавляли 7 опытных сталей и известную сталь. Составы сталей приведены в табл.1.

Известно, что сталь имеет хорошую горячую деформируемость в интервале о температур 900-1150 С. Поэтому полученные слитки проковывали при этих температурах в прутки диаметром

7 0 мм, из которых с промежуточными отжигами получали образцы диаметром

1,8 мм. Исходную термообработку стали осуществляли путем закалки в воде и в жидком азоте (с целью получения мартенситной структуры) от

1000-1050 С. Скоростное термоупрочнение образцов проводили на установке для комплексного исследования сталей и сплавов при больших скоростях нагрева и охлаждения. Измерение микротвердости закаленных от различных температур в (. -области образцов при скоростях нагрева

К с и 1500 К с проводили на

S ПИТ-З, а механические испытания на разрыв на установке У-2-2.

В табц.2 приведены результаты испытаний образцов после нагрева со скоростью 1 К с до температур, соответствующих максимальному упрочнению до 450-500 С, а в табл. 3— о после нагрева со скоростью 1500 К с до 550-600 С.

Результаты испытаний свидетельст15 вуют о том, что при медленных скоростях нагрева достигается значительное упрочнение сплавов, сопровождающееся, однако потерей пластичности.

При большей скорости нагрева, наблюда20 ется значительный прирост прочности и твердости по сравнению с закаленным состоянием (состав 9 табл.2) при сохранении пластичности. Этот эффект, как видно из табл. 3, дости25 гается за счет увеличения содержания марганца, титана, ванадия и алюминия в сплаве и введения кремния. В известной стали (состав 8) при большой скорости нагрева упрочнения не происходит. Увеличение содержания марганца свыше 8,0 мас.7 титана свыше

1,3 мас., кремния свыше 1,1 мас.7, алюминия свыше 1,0 мас.7 и ванадия меньше 1,3 мас.% охрупчивает сплав, т.е. Ухудшаются механические свойст35 ва. Уменьшение содержания марганца менее 3,1 мас.%, титана менее

0,5 мас.% алюминия менее 0,3 мас., кремния менее 0,2 мас. . «е приводит к эффекту упрочнения при скоростном электронагреве (табл.3).

Как видно из табл. 3, предложенная сталь имеет твердость на 287, 45 прочность на 177 и пластичность на

207 вьппе, по сравнению с известной сталью.

Изготовление изделий из предлагаемой стали позволит повысить производительность процесса эа счет сокращения времени термообработки.

1198129

Т а б л и ц а 1

Содержание компонентов, мас.7

Сплав

Предложенная сталь

12,25 4,26 0,96 0,8 2,25 1,10—

0,01 Остальное

0,01

14,6 6,44 1,30 0,3 1,0 0,93—

3 10,0 5,5 0,62 0,95 2,5 0,42

0,02

13,6 8,00 0,50 0,84 0,3 0,20

0,03 -"516031121100703

0,01

21,1 0,56 1,70 1,4 0,05 0,11

0,02 -"Э,8. 8,2 0,41 0,28 2,6 1,2

Известная

0,04 -"Таблица2 ЗО

Сплав) Н> 1Н м 6z Жа (y у

Сплав

Таблица3

Н ч, 6, Мй м ИПа %

60,3

1842

34

47,68

1458

59,2

1675

1443

46,8

1623

52,1

1421

33

44,7

56,3

1793

46,2

1432

54,6

1702

43,4

1418

32

50,6

1688

1185

31,5

38,9

1243

1584

50,1

1248

32,1

895-1000 63 5О

36,2

1273

26,8-26,1

ВНИИПИ Заказ 7692/29 Тираж 582 Подписное

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

8 12,5 2,1 0,31 0,04 0,1 — 4,03 8,0 0,025