Мартенситностареющий сплав

 

Изобретение относится к области металлургии, к изысканию мартенситностареющих сплавов для изготовления высокопрочных ответственных деталей авиационной и других отраслей техники. Техническим результатом изобретения является повышение механических свойств. Мартенситностареющий сплав дополнительно содержит алюминий и церий при следующем соотношении компонентов, мас. % : никель 8,0-18,0; ванадий 2,0-10,0; кобальт 4,0-15,0; молибден 2,0-10,0; алюминий 0,1-0,4; церий 0,0001-0,01; железо - остальное, при этом сумма ванадия и молибдена не более 12. 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изысканию мартенситностареющих сплавов для изготовления высокопрочных ответственных деталей авиационной и других отраслей техники.

Известен сплав следующего химического состава, мас.%: никель 17-19; кобальт 13-15; молибден 3-5; ванадий 0,005-0,5; магний 0,01-0,1; церий 0,02-0,1; кальций 0,01-0,1; углерод не более 0,03; железо - остальное.

Известная сталь имеет недостаточно высокие прочностные свойства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сплав следующего химического состава, мас.%: никель 15,0-17,5; ванадий 4,0-8,5; кобальт 0,1-9,0; молибден 1,1-7,5; титан 0,1-1,3; кальций до 0,05; цирконий до 0,1; углерод 0,003-0,03; кремний до 0,2; марганец до 0,2; железо - остальное.

Недостатком известного сплава является низкая пластичность.

Техническим результатом изобретения является повышение механических свойств (σ_0,2,σ_B,δ,Ψ).

Сущность изобретения состоит в том, что мартенситностареющий сплав, содержащий никель, ванадий, кобальт, молибден и железо, отличается тем, что дополнительно содержит алюминий и церий при следующем соотношении компонентов, мас.%: никель 8,0-18,0; ванадий 2,0-10,0; кобальт 4,0-15,0; молибден 2,0-10,0; алюминий 0,1-0,4; церий 0,001-0,01; железо и примеси - остальное, при этом сумма ванадия и молибдена не более 12%.

Сплав содержит примеси углерод 0,005-0,03%, кремний 0,01-0,2%, марганец 0,01-0,2%, которые в указанных пределах не влияют на свойства сплава.

Алюминий повышает уровень прочности стали при старении мартенсита вследствие выделения более дисперсной интерметаллидной фазы. Уменьшение содержания алюминия менее 0,1% не оказывает влияния на прочность. Увеличение содержания алюминия более 0,4% снижает пластические свойства вследствие выделения избыточной интерметаллидной фазы по границам зерен.

Церий вводится в сталь как рафинирующая добавка, измельчающая зерно и повышающая тем самым пластические свойства стали. Введение церия в количестве более 0,01% приводит к снижению пластичности из-за выделения его по границам зерна. В количестве менее 0,001% рафинирующего влияния на сталь не оказывает.

Сумма ванадия и молибдена не должна превышать 12%, так как при повышении содержания этих элементов в сплаве при комнатной температуре образуется стабилизированный аустенит (10-50%), что ведет к снижению прочностных характеристик.

Сталь выплавляется в вакуумно-индукционной печи.

Химический состав, механические свойства приведены в табл.1 и 2.

Свойства определялись после термообработки по режиму: закалка от 950^оС в воду + старение при 500-520^оС 2 ч.

Применение предложенного сплава для изготовления, например, силовых деталей позволяет повысить их пластичность, что обеспечивает повышение конструктивной прочности.

Формула изобретения

МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩИЙ СПЛАВ, содержащий никель, ванадий, кобальт, молибден и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюминий и церий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Никель 8,0 - 18,0 Ванадий 2,0 - 10,0 Кобальт 4,0 - 15,0 Молибден 2,0 - 10,0 Алюминий 0,1 - 0,4 Церий 0,001 - 0,010 Железо Остальное при этом сумма ванадия и молибдена не более 12.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2