Сталь
Изобретение otнocитcя к металлургии, а именно к криогенным сталям, обладающим повышенными литейными свойствами. Целью изобретения является повышение ударной вязкости при -253°С и жидкотекучести. Сталь дополнительно содержит никель и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0.03-0,10; хром 5- 15: никель 0,1-5; марганец 15-30; ванадий 0,1-1,5; борО,005-0,01; цирконий0,05-0,15; азот 0,05-0,4; железо - остальное. Использование стали позволит получать тонкостенные отливки толщиной до 5 мм. 2 табл.
CO)03 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
<я)я С 22 С 38/58
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4865532/02 (22) 23.07.90 (46) 23.02.92. Бюл. N. 7 (71) Ленинградский технологический институт холодильной промышленности (72) Ю.С,Кривцов, С.Л.Горобченко, Г.Г,Колчин, И.И.Пуцев, Ю.Ф.Куликов, В.П,Бабуров, А.Ф.Смирнов и В.А,Чернов (53) 669.14.018.292 — 194 (56) Авторское свидетельство СССР
N 1507847, кл, С 22 С 38/38, 1988.
Изобретение относится к металлургии, а именно к криогенным литым сталям, обладающим повышенными литейными cBQAGTвами.
Известны стали (1), предназначенные для работы при криогенных температурах, Известна также сталь, имеющая высокие прочностные характеристики, однако хрупко разрушающаяся уже при -196 С.
Сталь хромоникельмарганцевой системы легирования, обладая высоким пределом текучести при 20 С (до 450 МПа) и пластичностью (дБ = 60%) имеет низкую ударную вязкость при — 196 С.
Сталь обладает высокой прочностью в деформированном состоянии (О, 500 МПа, а 0o,2 300 МПа), однако ударная вязкость при — 196 С вЂ” низка, кроме того, жидкотекучесть данной стали неудовлетворительна и составляет не более 300 мм.
Наиболее близкой по химическому составу к заявляемой стали является сталь, имеющая следующий состав, мас,%:
Углерод 0,03 — 0,10
Марганец 19-28
„„5U „„1713972 А1 (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к криогенным .сталям, обладающим повышенными литейными свойствами.
Целью изобретения является повышение ударной вязкости при -253 С и жидкотекучести. Сталь дополнительно содержит никель и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,03-0,10; хром 515; никель 0 1 — 5; марганец 15-30; ванадий
0,1 — 1,5; бор 0,005-0,01; цирконий 0,05-0,15; азот 0,05 — 0,4; железо — остальное. Использование стали позволит получать тонкостенные отливки толщиной до 5 мм. 2 табл.
Хром 5 — 8
Ванадий 0,8-1,3
Бор . 0,002-0,007
Цирконий 0,05 — 0,15
Железо Остальное.
Данная сталь обладает высокими механическими свойствами при температурах эксплуатации до — 196 С. Однако, при -253 С сталь имеет. низкие значения ударной вязкости. Кроме того, жидкотекучесть стали (450 мм) недостаточна для заполнения тонкостенных отливок толщиной до 5 мм.
Целью данного изобретения является повышение ударной вязкости при -253 С и жидкотекучести. Цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец. хром, ванадий, бор, цирконий и железо, дополнительно содержит никель и азот при следующем соотношении компонентов, мас,%:
Углерод 0,03-0,10
Марганец 15 — 30
Хром 5-15
Никель 0,1-$
Ванадий 0,1 — 1,5 1713972
Таблица 1
Азот 0,05-0,4
Бор 0,005 — 0,01
Цирконий 0,05 — 0,15
Железо Остальное.
Легирование никелем позволяет сохра- 5 нить высокий уровень пластичности и ударной вязкости при температурах испытаний вплоть до -253 С и устранить охрупчивающее действие азота.
Положительное влияние никеля на жид- 10 котекучесть связано с понижением поверхностного натяжения расплава.
Азот способствует снижению температуры ликвидус (ТД и повышению жидкотекучести, 15
Введение никеля и азота ниже указанн ых и ределов не эффективно. Легирование никелем выше указанного предела не экономично и кроме того снижает прочностные характеристики. Добавки азота сверх ука- 20 эанного количества приводят к повышению пористости, пленкообразованию и к заметному снижению пластических и вязких свойств, кроме того, требует применения специальных способов выплавки под давле- 25 нием, что удорожает сталь.
Механические и литейные свойства определяли на металле пяти опытных плавок, выплавленных в открытой индукционной печи, емкостью 150 кг, с основной футеров- 30 кой. Для определения механических свойств использовались стандартные образцы на статические растяжение Ф 6 мм (ГОСТ 1497-73) и динамический изгиб (тип
II; ГОСТ 9454-76). Жидкотекучесть опреде- 35 ляли по комплексной литейной пробе Нехендэи-Кунцова, Химический состав опытных плавок представлен в табл. 1.
Механические свойства и жидкотекучесть приведены в табл, 2. 40
Иэ табл. 2 видно, что заявляемая сталь имеет более высокую ударную вязкость, чем сталь-прототип, особенно, при температуре испытания — 253 С.
Жидкотекучесть (Аж) предлагаемой стали больше, чем у прототипа на 300(.
Экономическая эффективность предлагаемого изобретения состоит в следующем;
1. Использование заявляемой стали для литых деталей криогенных машин взамен известной позволит за счет повышенной жидкотекучести гарантированно обеспечить заполняемость тонкостеннх отливок толщиной до 5 мм, что снизит брак.
2, 3а счет повышения. ударной вязкости обеспечивается высокая надежность эксплуатации иэделий из заявляемой стали.
При. проведении патентного поиска составов литых аустенитных сталей комплексно легированных никелем и азртом с целью повышения ударной вязкости и жидкотекучести не обнаружено, поэтому предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями.
Формула изобретения
Сталь, преимущественно для тонкостенных отливок, содержащая углерод, хром, марганец, ванадий, бор, цирконий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения ударной вязкости при — 253 С,и жидкотекучести, она дополнительно содержит никель и азот.при следующем соотношении компонентов, мас.7;:
Углерод 0,03-0,10
Хром 5 — 15
Никель 0,1 — 5
Марганец 15-30
Ванадий 0,1-1,5
Бор 0,005 — 0,01
Цирконий 0,05 — 0,15
Азот 0,05 — 0,4
Железо Остальное
1713972
Таблица 2 теле — при
-2530 С, Составитель А. Глазистов
Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая
Редактор Н.Рогулич
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 663 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
