Сталь

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к стали, предназначенной для работы в различных отраслях промышленности в качестве конструкционного материала изделий, работающих длительное время под воздействием статических нагрузок при повышенных до 500°С температурах. Цель изобретения - повышение релаксационной стойкости. Сталь дополнительно содержит бериллий при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,36-0,42; кремний 0,51-0,80; марганец 0,7-1,2; хром 2,6-3 71 никело 0,1-0,4; молибден 0,95-1.15; ванадий 0,35-0,75; алюминий 0,015-0,15; кальций 0,001-0,02; ниобий 0,25-0,65; азот 0,008-0,02; берилпий 0,005-0,05; железо остальное .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 С 38/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4803621/02 (22) 31.01.90 (46) 15.12.91. Бюл. № 46 (71) Физико-механический институт им. Г.В.Карпенко и Лысьвенский металлургический завод (72) А.И.Балицкий, В.В.Колдомов и В,Г.Макаренко (53) 669.14.018.292 — 194(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1014968, кл. С 22 С 38/48, 1983. (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к стали, предназначенной для

Изобретение относится к металлургии сталей, используемых в энергетике, судостроении, машиностроении и в других отраслях промышлеHности в качестве конструктивйого материала изделий, работающих длительное время под действием статических нагрузок и повышенных до

5000С температурах.

Известна сталь, Углерод

Кремний

Хром

Никель

Молибден

Ванадий

Алюминий

Магний

Кальций

Железо содержа цая, мас%:

0,005-0,5 . 0,003-5,0

0,05 — 10,0

0,05-10,0

0,03 — 1,5

0,003-0,2

0,003 — 0,3

0,001 — 0,1

0,001-0,1

Остальное

Ä., Û„, 169831G А1 работы в различных отраслях промышленности в качестве конструкционнаго материала иэделий, работающих длительное время под воздействием статических нагрузок при повышенных до 500 С температурах. Цель изобретения — повышение релаксационной стойкости. Сталь дополнительно содержит бериллий при следующем соотношении компонентов, мас.,(: углерод 0,36 — 0,42; кремний 0,51 — 0,80; марганец 0,7 — 1,2; хром

2,6 — 3.,7; никель 0,1 — 0,4; молибден 0,95-1,15; ванадий 0,35-0,75; алюминий 0,015 — 0,15; кальций 3,001 — 0,02; ниобий 0,25 — 0,65; азот

0,008 — 0,02; бериллий 0,005 — 0,05; железа остальное. в качестге необязательных элементов сталь может содержать, мас, ь:

Титан 0,03 — 0,04

Медь, кобальт

Вольфрам 0,05 — 0,10

РЗМ, Цирконий 0,001 — 0,1

Наиболее близкой к промышленной стали по составу компонентов и достигаемому пслвжительному эффекту является сталь, содержащая, мас., Углерод 0,36-0,42

Кремний 0,51 — 0,80

Марганец 0,7-1,2

Хром 2,6-3,7

Никель . 0,1 — 0,4

Молибден 0,61 — 0,90

Ванадий 0,35 — 0,75

Алюминий 0,015 — 0,15

Кальций 0,001 — 0,02

1698310

Таблица

УсловГ-.- ный:<о-в,ве р плавки в

{<{1ем

I н!!iâ в {о.л и б -.

Xpo>i иикель (t

Ма о;а. ден мец од

О,{{ 2в2 0.05. 0 <-.одержаиием .еги-. рующих элементов ниже граничных значений предлагаемой стали

Предлагаемая. >, <{ 0,08 0,7

0 О5

1„05

1,3

2,6 0,1

0 в.;.

Ов5

0в б

0в4 0

Ов51

0,7

0,8

0,g

0,7

0.„8

1в2

1в

C содержанием легирукщих элементов выше

Граничных значений предлагаемой стали

Йзвестная

О,. ь 8

О, в„ >

\ 0

0 7

0,5

Ниобий 0,01-0,1

Азот G,008 — (7,02

Железо Остальное

Известные стали обладают недостаточно высокой релаксационной стойкостью по- 5 сле длительных выдержек при повышенных до 500 С температурах для обеспечения надвжНОЙ рабоТЫ ИэдЕЛИЙ, вЛЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ этих сталей, Цель изобретения. — повышение релак- i0 сацлонной стОЙкОсти стали.

В лабораторных условиях осуьцествлены плавки, пластическая и термическая обработки, исследование механически:: свойств предлагаемой и известной сталей, ",5

Стали выплавлены в электродуговой пеил и разливали на слитки массой 25 кг. Слиткл ковали на пруток диаметром 20 мм. Температура начала и конца !

1050 и 850 С соответственно. Прутки под- 20 вергали термообработке по режиму; нагрев на температуру 1000ОС вЂ” выдержка в течение 2 ч — охлаждение на возцухе, нагрев на температуру 870 С вЂ” выдержка в течение 1 ч — Охла>кдение в масле, нагрев на темпера- 25 туру 620 С вЂ” выдержка в течение 3 ч — охлаждение на воздухе.

Химический состав исследованных стз лей приведен в табл.1, механические свойства — e табл,2, релаксационная стойкость — 30 в табл.3

Результаты испытаний усреднены по четырем образцам на точку, Результаты испытаний подтвер>кдают преиму{цество предлагаемоЙ стали перед 35 известными в отношении репа,<сационной стойкости и прочности. а Ta_#_>l<:; прав:я .ности установления граничных значений содержания легирующих элементов предлагаемой стали. Повышение содержания легирующлх элементов нецелесообразно, так как свойства стали при этом практически не меняются, а стоимость стали возрастает, Уменьшение содержания легирующих элементов приводит к снижению релаксационной стойкости и прочностл стали.

Техни-{вский эффект, обусловленный

aûñîêîé релаксационной стойкостью и прочностью предлагаемой стали, выражается в увеличении срока эксплуатации и в повь{шении надежности изделий, работаюгцих длительное. время под воздействием статических нагрузок при повышенных до 500 С температурах.

Формула изо>;eò"- íèÿ

Сталь, содер>ха{цая углерод, кремний., ма,.:Самец, хром, никель, молибден, ванадиЙ, алюминил, кальций, ниоблй, азот, >КВлезо, о т Jl и ч а ю гц а я с я тем, что, с целью повышения. релаксационной стойкости, она дополнительно содержит бериллий при следУю{>ввем соотношении копмонентов., мас.7, :

Углерод 0,36 — 0,42

КРЕМНИЙ 51 — 0 Яп

Марганец 0,7-1,2

Хром 2,0-3,7

Никель 0,1-0,4

Молибден 0,95 — 1,15

{Занадий 0,35 — 0,75

Алвоминий 0,015 — 0,15

Кальций 0,001 — 0,01

Ниобий G,25-0,65

Азат 0,008=0,02

{ ЕР "f! !l ti{ 0,005--0,05

Остальное

Кими че с 1<ий состав, ма с.

1,ч 4,0 0,6 1,5

0,75 ),0 0, 1 Ор7

169ЯЭ1О

Продолжение табл.1

Сталь

Ниобий Яэот

Вана- Алюминий Кальций дий

Берил- Железо лий

0,008 0,005 0,1 0,005 0,001 Остальное

0115

«11»

0,25 0,01 0,0008 0>15 0,005 0,003

ll

«I I»

« I I»

» I I«

0,35 0,015 0,001 0,25 0,008

05 О! 001 0,1!5 00!5

0 75 0 15 О 1 0 65 0 02

0,85 0,2 О, 15 0,70 0,25

О, 005

0,01

0,05

0,06

С содержанием легиру1ОЩИХ ЭЛЕМЕНтОв ВЫШЕ праничных значений предлагаемой стали

Известная

0,8 0,035

0,07 0,0!5

« l l»

»l I

«1 I»

0,07

1,0 0,3 0,2

0,5 0,1 0,01

0,2 0,1 0,1

Таблица 2

Сталь

Условный номер плавки

Температура

NCAblrBHHl1, С

Механические свойс

Предел прочнрсти as, МПа

ПР э ТО честиaI МПа ное удл ние

С содержанием легирующих элементов ниже граничных эначений предлагаемой стали

Предлагаемав

С содержанием легирующих элементов выше граничных эначений предлагаемой стали

61,0

6O,О

S7.O

65.О

67.0

Иэвестнал

С содержанием легирую1цих элементов ниже граничных значений предлагаемой стали

Предлагаемая го

2О

500 го

500 го

500

89О,О

8ОО,О

11ОО,О

980,0 .1136,5

1115,0

1140,О

1120,5

1152,0

113О,5

1160,5

1135,0 ! 195,0

1150,0

1129,О

, 106.О

1038.8

1016,5

760,0

680.0

980.0

965,0

:oso,s

998,0

1065.0 ! 036,5

1079,0

1060,О

1095,5

1070,0

2200,5

t 085,O

1019 к

928.0

940,8

917.5

25,3 ге,о

22,5

21,5

2 t.5

20,8

21.0

19,8

20,0

19,2

19.5

19,0

18.0

17,0

20.8

19,5

14.0

13.0

Таблица 3

Составитель Л.Суяэова

Редактор M.Недолуженко Техред M,Mîðãåíòàë Корректор H,Ðåâñêàÿ

Заказ 4369 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретЕниям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101