Сталь

Авторы патента:

Пестов И.В.

Малолетнев А.Я.

Грязев В.П.

Бруско И.Е.

C22C38/48 - с ниобием или танталом

Изобретение относится к металлургии, в частности к изготовлению деталей из конструкционных сталей. Целью изобретения является повышение сопротивления малоцикловой ударной усталости и ударной вязкости при одновременном сохранении теплопрочности и износостойкости. П р и м е р. В сталь, содержащую углерод, хром, молибден, кремний, марганец и железо, дополнительно вводят ниобий, цирконий и никель, причем содержание всех указанных компонентов должно быть следующим, мас. Углерод 0,24 0,34 Хром 2,8 3,3 Молибден 2,1 3,2 Кремний 0,10 0,25 Марганец 0,1 0,3 Ниобий 0,05 0,15 Цирконий 0,01 0,03 Никель 0,20 0,85 Железо Остальное При этом суммарное содержание кремния и марганца не должно превышать 0,4 мас. В качестве примесей сталь может содержать серу до 0,015% фосфор до 0,015% медь до 0,2% алюминий до 0,05% В табл. 1 приведены варианты составов стали. Содержание углерода в пределах 0,24-0,34 мас. обуславливает достижение требуемой прочности за счет искажений кристаллической решетки мартенсита и образования карбидной фазы. При меньшем содержании углерода прочность стали недостаточна, а при большем мала вязкость и сопротивление ударной усталости. Хром в количестве 2,8-3,3 мас. и молибден в количестве 2,1-3,2 мас. сообщают стали высокие прочностные характеристики и сопротивление механическому износу при повышенной температуре за счет образования специальных карбидов и повышения отпускоустойчивости. При содержании хрома менее 2,8 мас. и молибдена менее 2,1 мас. прочность и износостойкость стали при повышенной температуре снижаются. При содержании хрома более 3,3 мас. и молибдена более 3,2 мас. несмотря на сохранение высоких теплопрочности и износостойкости, значительно уменьшаются ударная вязкость и сопротивление малоцикловой усталости, особенно при низкой температуре. Ниобий и цирконий, связывая углерод и азот в труднорастворимые дисперсные соединения, эффективно измельчают зерно и положительно влияют на ударную вязкость и сопротивление малоцикловой ударной усталости, исключая межзеренный характер разрушения, при содержании их в пределах 0,05-0,15 и 0,01-0,03 мас. соответственно. При меньшем их содержании положительное влияние на указанные характеристики не проявляется. При большем чем 0,15 мас. содержании ниобия в стали дополнительного прироста ударной вязкости и сопротивления малоцикловой ударной усталости не происходит. Увеличение содержания циркония свыше 0,03 мас. приводит к образованию "плен" по границам зерен и активизирует межзеренное разрушение. Содержание никеля в пределах 0,20-0,85 мас. повышает ударную вязкость и сопротивление малоцикловой усталости стали при низкой температуре. При меньшем чем 0,2 мас. содержании никель не оказывает благоприятного влияния на указанные характеристики, а при большем чем 0,85 мас. содержании уменьшается теплопрочность и износостойкость при повышенной температуре. Содержание кремния в пределах 0,10-0,25 мас. и марганца в пределах 0,1-0,3 мас. при условии, что суммарное содержание этих элементов не превышает 0,4 мас. обеспечивает высокую ударную вязкость и сопротивление малоцикловой ударной усталости. При меньшем чем 0,1 мас. содержании каждого элемента в отдельности не происходит хорошего раскисления и глобуляризации сульфидов, что снижает сопротивление ударной усталости. При большем чем 0,25 мас. содержании кремния или 0,3 мас. марганца в отдельности (более 0,4 мас. в сумме) ударная вязкость стали при низкой температуре оказывается недостаточной. В табл. 2 приведены значения стандартных механических характеристик и сопротивления малоцикловой ударной усталости при нормальной и низкой температурах, прочности и износостойкости при 600^оС предлагаемой стали в сравнении с известной сталью. Стандартные механические характеристики при растяжении _в, _0,2 _пц, ) определяют на образцах с диаметром рабочей части 5 мм по ГОСТу 1497-73, ударную вязкость (КСV) и сопротивление малоцикловой ударной усталости на образцах типа ГОСТ 9454-78, прочность при 600^оС на образцах с диаметром рабочей части 6 мм по ГОСТ 9651-73, износостойкость при 600^оС на деталях по числу циклов нагружения до максимально допустимого увеличения диаметра отверстия (0,3 мм). Результаты испытаний свидетельствуют о том, что предлагаемая сталь (составы 1-7) обладает по сравнению с известной повышенными в 1,4-1,6 раза ударной вязкостью и сопротивлением малоцикловой ударной усталости при нормальной (20^оС) и низкой (-60^оС) температурах при практически одинаковых прочности и износостойкости. Повышенное по сравнению с предлагаемым содержание углерода, хрома, молибдена, циркония, кремния и марганца приводит к уменьшению ударной вязкости и сопротивления малоцикловой ударной усталости, а никеля износостойкости и теплопрочности. Пониженное содержание углерода, хрома, молибдена приводит к падению теплопрочности и износостойкости, ниобия и циркония ударной вязкости и сопротивления малоцикловой усталости. Использование предлагаемой стали в качестве конструкционного материала одной из наиболее ответственных деталей изделия 9-А-623 позволяет повысить ее эксплуатационную надежность в различных климатических условиях.

Формула изобретения

СТАЛЬ, содержащая железо, углерод, хром, молибден, кремний, марганец, отличающаяся тем, что, с целью повышения сопротивления малоцикловой ударной усталости и ударной вязкости при одновременном сохранении теплопрочности и износостойкости, она дополнительно содержит ниобий, цирконий и никель при следующем соотношении компонентов, мас. Углерод 0,24 0,34 Хром 2,8 3,3 Молибден 2,1 3,2 Кремний 0,10 0,25 Марганец 0,1 0,3 Ниобий 0,05 0,15 Цирконий 0,01 0,03
Никель 0,20 0,85
Железо 0,20 0,85
при этом суммарное содержание кремния и марганца не должно превышать 0,4 мас.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 26-2000

(73) Патентообладатель:
Пестов Игорь Васильевич (RU)

(73) Патентообладатель:
Иводитов Альберт Николаевич (RU)

(73) Патентообладатель:
Чуркина Вера Анатольевна (RU)

(73) Патентообладатель:
Сабельников Виталий Викторович (RU)

(73) Патентообладатель:
Грязев Василий Петрович (RU)

(73) Патентообладатель:
Плющиков Виталий Макарович (RU)

(73) Патентообладатель:
Лебедев Виктор Николаевич (RU)

(73) Патентообладатель:
Базулин Григорий Петрович (RU)

(73) Патентообладатель:
Андреев Владимир Николаевич (RU)

(73) Патентообладатель:
Никульчев Дмитрий Дмитриевич (RU)

(73) Патентообладатель:
Кунгуров Валерий Михайлович (RU)

(73) Патентообладатель:
Васильев Анатолий Петрович (RU)

(73) Патентообладатель:
Бруско Игорь Евгеньевич (RU)

Договор № 9707 зарегистрирован 14.01.2000

Извещение опубликовано: 20.09.2000

Изобретение относится к металлургии, а именно к составу однофазного ферритного демпфирующего сплава на основе железа, предназначенного для изготовления виброактивных деталей, к которым предъявляют повышенные требования по виброакустическим характеристикам, коррозионной стойкости и усталостной прочности

Жаростойкая литая сталь // 1498815

Изобретение относится к черной металлургии ,в частности, к жаростойкой литой стали, используемой при высоких температурах эксплуатации до 900°С

Сталь // 1497265

Изобретение относится к черной металлургии ,в частности, к получению малоуглеродистой стали особо высокой штампуемости

Цементуемая сталь // 1477771

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкционной стали для различных силовых деталей сложной конструкции, например шестерен редукторов, валов, осей и других деталей, упрочняемых методом цементации, нитроцементации и азотирования

Сталь // 1454877

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкционной стали, используемой в качестве материала с повьппенными демпфи- РУЮР1ИМИ свойствами в точном машиностроении

Коррозионностойкая инструментальная сталь // 1446191

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу специальной коррозионно-стойкой инструментальной стали, и может быть использовано в машиностроении, стекольной промышленности

Сплав для изготовления мер массы // 1409677

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве мер массы

Сталь // 1392139

Изобретение относится к области изыскания новых сталей в металлургии, в частности к составу стали, предназначенной для изготовления режущих и соединительных звеньев пильных цепей мотои электропил, применяемых в лесной промьшшенности

Сталь, способ ее производства и комплексный сплав для стали // 1382031

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству высокопрочной стали, предназначенной для валов, устьевых штоков и другого нефтяного оборудования

Прецизионный сплав на основе железа // 1298258

Изобретение относится к металлургии , в частности к прецизионным сплавам на основе железа с высоким температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), используемым для изготовления сердечников, калибрующих магнитопроводов ленточных трансформаторов

Свариваемая высокопрочная конструкционная сталь для изготовления бесшовных коррозионно-стойких труб и емкостей и способ их изготовления // 2102521

Изобретение относится к способу изготовления бесшовных стальных труб или плоских изделий (полоса или лист) для изготовления труб или емкостей, предназначенных для подачи, транспортировки или переработки газообразных или жидких углеводородов, содержащих CO2 и воду, а также в отдельных случаях, имеющих небольшое содержание H2S,являющихся стойкими к коррозионному растрескиванию, а также имеющих одновременно хорошую свариваемость и предел удлинения 0,2% при, по меньшей мере, 450 H/мм3, при этом применяют сталь, содержащую Ni, имеющую следующий состав (в мас.%): мин

Конструкционная сталь // 2104325

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составу конструкционной стали, и может быть использовано при производстве газовых баллонов высокого давления из стали глубокой вытяжки

Сталь // 2110599

Изобретение относится к металлургии, в частности к стали для изготовления центробежнолитых отсасывающих валов скоростных буммашин

Высокопрочная коррозионностойкая свариваемая сталь для сосудов давления и трубопроводов // 2122600

Изобретение относится к производству легированных сталей, применяемых в судовом и атомном энергетическом машиностроении

Коррозионностойкая литейная сталь // 2169788

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству высокопрочных коррозионностойких сталей криогенного назначения для изготовления сварных конструкций энергетических установок, работоспособных при температурах от -196 до 300oC

Коррозионно-стойкая сталь // 2184793

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу коррозионно-стойких сталей, применяемых для отливок деталей химического, нефтехимического оборудования, а также оборудования целлюлозно-бумажной, энергетической и нефтегазовой промышленности

Хладостойкая сталь // 2198236

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов хладостойких сталей, используемых в энергомашиностроении для изготовления дисков и роторов газовых и паровых турбин

Жаропрочная сталь // 2205888

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке литейной жаропрочной стали, используемой, например, для изготовления деталей термических агрегатов

Высокопрочная коррозионно-стойкая сталь и изделие, выполненное из нее // 2214474

Изобретение относится к металлургии, а именно к разработке высокопрочной коррозионно-стойкой стали аустенитно-мартенситного класса, упрочняемой азотом, предназначенной для изготовления высоконагруженных деталей машин, в частности самолетов, работающих при температуре от минус 70 до 300oС в любых климатических условиях

Коррозионно-стойкая сталь // 2215815

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению нержавеющей стали мартенситно-ферритного класса, которая предназначена для изготовления высоконагруженных деталей, работающих на кручение и изгиб под динамической нагрузкой в агрессивных кислых средах, в частности для изготовления валов для нефтяных погружных насосов