Сталь

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к литейной стали, и может быть использовано при изготовлении отливок, работающих в условиях высоких температур и агоессивных сред. Цель изобретения - повышение механических свойств стали. Сталь дополнительно содержит бор и селен при следующем соотношении компонентов, мае. %; углерод 0,2-0,6,' кремний 0,5-1,5; марганец 0,3-0,8; хром 22-27; никель 14-19; бор 0,001-0,005; селен 0,005-0,01; железо остальное. 6 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з- С 22 С 38/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

/.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4815695/02 (22) 06.03;90 (46) 15.02.92, Бюл. М 6 (71) Научно-производственное объединение по механизации, роботизации труда и ее-: вершенствования ремонтного обеспечейиЯ на предприятиях черной металлургии "Чеметавтоматик" (72) P.À. Маслов, А.Л. Рудницкий, ЮЯ. Ciri чихин, Л.Б. Гуревин, f.P. Халиф и А.В. Капун (53) 669,14.018.85-194 (088.8) (56) Сталь 20Х25Н19С2Л. ГОСТ 2176-77.:

Изобретение относится к металлургии, а именно к литейному производству,и мо-: жет быть использовано при изготовлении отливок, работающих в условиях высокмх температур и агрессивных сред.

Известна сталь 20Х25Н19С2Л по ГОСТ"

2176-77, содержащая, мас. : углерод до.0,2; кремний 2,0-3,0; марганец 0,50-1,50; хром

23,0-27,0; никель 18,0-20,0; железо остальное.

Известна жаростойкая сталь, содержащая, мас. g: углерод 0;1-0,4; кремний 1 5-2; марганец 1-2; хром 16-20; никель 9-11; . алюминий 0,01-0,05; титан 0.01-0,1; ванадий 0,05-0,15; ниобий 0,05-0,25; кальцйй

0,005-0,05; РЗМ 0.001-0,08; бор 0,005--0ф1; железо остальное.

Известна также сталь, содержащая, . мас. j: углерод 0,6-0,6; кремний 2,3-2,8, марганец 0,4-.0,8; хром 24-26; алюмййий

0,5-0,7; никель 1-2; бор 0,005-0,01; медь

0,2-0,4; ванадий 0,05-0,10; железо. остальное, а также литейная сталь, содержаафя, мас. $: углерод 0,02-0,08; марганец 0,2-1,5;

„„ ;Ц,„„1712458 А1 (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к литейной стали, и может быть использовано при изготовлении отливок, работающих в условиях высоких температур и агоессивных сред. Цель изобретения— повышение механических свойств стали..

Сталь дополиительно содержит бор и селен при следующемсоотношении компонентов, мас. : углерод 0,2-0,6; кремний 0.5-1,5: марганец 0,3-0,8; хром 22-27; никель 14 — 19; бор 0,001 — 0,005: селен 0,005-0.01; железо остальное, 6 табл, кремний 0,3-1,5; хром 16,0 — 22,0; никель

6,0-9,0; молибден 2,0-4,0; медь 1,0-2,5; титан 0,05-0,20; Р3М 0,01-0.1; алюминий

0,005 — 0,05; кальций 0,001-0,05; .ниобий

0,01-0;1; железо остальное.

Известные стали обладают недостаточным уровнем механических свойств.

Наиболее близкой к изобретению является сталь 20Х25Н19С2Л по ГОСТ 2176-77, содержащая, мас.ф:

Углерод 0,1-0,2

Кремний 2,0 — 3;0

Марганец 0,5-1,5

Хром 23-27

Никель 18-20

Железо Остальное

Цель изобретения- повышение механических свойств стали.

Цель достигается тем, что в известный сплав дополнительно введен бор и селен, Бор оказывает упрочняющее воздействие на сталь, способствуя повышению плотности отливок и прочности при высоких температурах, При вводе бора в количестве

1712458

Пористость образцов литой стали определяли как соотношение разности расчетной и фактической плотности стали и расчетной плотности стали (см. табл. 2, 5, 6).

5 Результаты испытаний показали, что ввод в сталь дополнительно борз и селена способствует повышению ее механических свойств, Показатели механических свойств возрастают на Зф, относительное удлине10 ние — на 34 5, относительное сужение — на зз .

При увеличении содержайия легирующих элементов выше верхнего предела предложенного легирования показатели

15 свойств не повышаются, . Применение предложенной стали предполагается при изготовлении деталей, работающих при высоких температурах в агрессивных средах. в частности колоснико20 вых обжиговых машин. Зкономический эффект от внедрения изобретения достигается за счет повышения надежности и долговеч- ности деталей из предлагаемой стали.

Формулa изoбретения

25 . Сталь, содержащая углерод„кремний, марганец, хром, никель, железо, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств, она дополнительно содержит сален и бор при следующем соот30 ношении компонентов, мас.,:

Углерод 0;2-0,6 ..

Кремний 0,5-$,5

Марганец 0,3-0,8

Хром . 22-2735 Никель 14-19

Бор 0,001-0,005

Селен . 0,005-001

Железо Остальное

Табли ца 1

Содержание элементов, иас.3

Номер образца стали

»«»««««Ф«««««««« °

Бор Селен Железо

Угле- Креи- Карга- Хром род ний нец

Известная

0,18 2,Ç 0,8 24,8

Предлагаемая

6,4 6,2 20

0 5 0,3 22

1,0 0 5 25

15 68 27 т,6 О,9 29

52 92

3

5

0,003 66,29

0,095 62,99

0, 067 56,59

О,OI 51,08

0,012 4g,j&

1З 0,0005

14 6,061

16 5 О, 003

19 0,005

20 О, 00.6

0,1

0,2

0,4

0,6

0,7 до 0,0017 не достигается требуемый уровень механических свойств и эксплуатационных характеристик. При введении бора в. количестве свыше 0,005$ снижается эффективность его воздействия.

Селен, являясь поверхностно-активным элементом, способствует дегазации стали;

При вводе селена s количестве 0.005-0,01 содержание газов в стали уменьшается на

20--40 . Введение в сталь селена в количестве менее 0,005 малоэффективно и не оказывает заметного воздействия на качество стали. При увеличении содержания селена . свыше 0,01ф эффективность воздействия снижается, увеличивается количество неметаллических включений в микроструктуре стали.

В песчано-глинистые формы отливалй пробы диаметром 40 мм и длиной 200 мм.

Иэ проб вырезались образцы для определения химического состава и механических свойств стали.

Химический состав предложенной и известной стали приведен в табл. 1, 3, 5(составы 2, 6, 7, 10, 11; 14 выходят за пределы легирования предложенной сталй). .Предел прочности, текучести, относительное удлинение и сужение определяли при испытании на растяжение на универ. сальной испытательной машине Фу 10000 еЦ при растяжений образцов диаметром 9 мм и длиной f45 мм. Нагрузка при испытаниях составляла 4000 кгс и контролирова. лась электронными силоиэмерителями, Твердость определяли по методу Винкерса на приборе ТПП2 на полированных образцах толщиной 20-30 мм при нагрузке

10 кгс в течение 10-секундного воздействия индентора.

«««««««««» «««««««««««»

17 1.2458

Та блица 2

1»

Относич, ельное .удлинение, .3

Пористость

Твердость, .

Нч 10lin

Относи" тельное сужение, Предел прочности на растяжение, Ипа

Предел текучести, МПа

Номер образца стали

«

Известная

312 1-8,6 !

Предлагайчая

308 - 15, 3

319 . 18,9

321 20,6

322 . 19,7

320:: 18 1

2 9

39,8 201

2,5

1,6

Ое9

0,5

0.3

49е4 205

53,7 215

59,8 222

58,7 223

50,4 223

484

516

511

2 3

6 е«ее

Т..аблица3

Содержание элементов, мас.Ф

«» Ч «

Упм- Крем- Иере- Хром Никель род ний нец .

»е

Известная 0üг8 2,3 0,8:, .:24,8 19

Предлагаемая.

0,4 1,0 0 5: . 25 16 5

04 1 0 05:,25. ° 165

04 .10 . 0,9... 25 165

0,4 1, 0:0,9 . 25 16 5 0,4 1,0 О. 5 . 2 . 16,5

Номер образца стали

Селен йелвзо бор

52>92

0 0005 0,007

0 001 0,007

0,003 0,007

0 005 0 007

0,006 0,007

56,59.

56,59

56,59

56,59

56,58, .7

8.

9 ,10 е «е

Таблица.4

«ЧЕе ««е«» «»«

«е«

Твердость, aV ге/го

Номер образца стали

Предел.. — Относите кучеС"": 1ел ь ное ти, HA@: . удлине-ние, 3

Предел прочнос" ти на растяжение, МПа

ПорисTOCTb °

Относительное сужение, е е е е ««.е Е е е е еее е «» «е

Иэвестна я

312... 19,6 ,Предлагаемая

306 15,0

318

321 . 20,6

322 20, 1

322 -. 20,1

477

39,8

2 9

201

482

499

516

516

204

213

222

222

222

2,6

1,7

0 9

0,6

0,4

47,4

52,1

59,8

59,2 .58,5

8

9

10 ее е е

1712458

Таблица5

° Ю ° ЮМ

Содержание элементов, мас.2

Номер образца стали

Марга" Хром Никель 5ор Сален железо нец

Угле- КремрсЗ1 ний

Известная

0,8 24,8

Предлагаемая

25

25

0,18 . 23,8

52,92

0,4 1,0 0,5

Ое4 1 ° О 0 5

0,4 1,0) 0,5

0,4 t;0 0 5

0,4 1,0 : 0,5

16 5 0,003 0,003

16,5 0,003 0,005

16,5 . 0,003 0,007

l6,5 0,00), 0,01

16,5 0,003 0,012

Относи" Твердость, тельное HU t0/tô сужение, ф

Пористость, Предел Относи" текуиес" тельное ти, МПа удлинение 2

Предел у прочности на растяжение МПа

3, »

477

39 8

201

Составитель В.Брострвм

Редактор M.Êåëåìåø Техред М.Моргентал Корректор C.Øåâêóí

Заказ 512 Тираж Подписное

ВНИИПИ, Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-Эб, Раушская наб,, 4/8

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

11

12

13

11

12

13

484

498

516

513

Известная

312 . 186

Предлагаемая

309 . 15,3

318 18,6

321 20,6

322 .: 19,9

321 18ю7

50 4

53,1

59,8

58i5

52,4

222

22-2

222

2 5

1,6

0 9

0,5

О 3

56,59

56>59;

56,59

56,59,.

56,58