Сталь (ее варианты)

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к мартенситностареющей стали, применяемой в машиностроении и приборостроении. Сталь имеет повышенную вязкость и пластичность при сохранении достаточной прочности и коррозионной стойкости в широком интервале температур. По п.1 сталь содержит компоненты, мас. %: углерод 0,04 - 0,06; кремний 0,1 - 0,3; марганец 0,4 - 0,6; хром 14 - 16; никель 5,1 - 6; медь 1,5 - 2; титан 0,03 - 0,06; азот 0,1 - 0,2; железо - остальное. По п.2 сталь содержит компоненты, мас.%: углерод 0,04 - 0,06; кремний 0,1 - 0,3; марганец 0,4 - 0,6; хром 14 - 16; никель 5,1 - 6; медь 1,5 - 2; титан 0,03 - 0,06; азот 0,1 - 0,2; ванадий 0,02 - 0,2; молибден 0,05 - 1,5; железо - остальное. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к мартенситностареющим сталям.

Известна дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь с высокой способностью к холодной деформации, содержащая, мас. (C + N) 0,06 0,1; N ≥ 0,005; Si ≅1; Mn 0,5 2; Ni 4,5 6,5; Cr 14,5 17,5; Cu 1 1,5; Мo 1 2,5; V ≅ 0,5, при этом (С + N)/3 ≅ Ti ≅ (C + N). Недостатком этой стали является низкая коррозионная стойкость [1] Наиболее близким к предлагаемой является сталь, содержащая, мас. С 0,06; Cr 14,6; Ni 4,8; Cu 1,9; Ti 0,07; Si 0,28; Мn 0,52; S 0,005; Р 0,006; Fe остальное [2] Эта сталь обладает недостаточно высокой вязкостью (после оптимальных закалки и старения КСU < 1,0 МДж/м²).

Задача изобретения повышение вязкости и пластичности стали при сохранении достаточной прочности и коррозионной стойкости в широком интервале температур.

Предлагаемая сталь по варианту 1, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, титан и железо, дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас.

углерод 0,04 0,06 кремний 0,1 0,3 марганец 0,4 0,6 хром 14 16 никель 5,1 6 медь 1,5 2,0 титан 0,03 0,06 азот 0,1 0,2
железо остальное
Сталь по варианту 2, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, титан и железо, дополнительно содержит ванадий, молибден и азот при следующем соотношении компонентов. мас.

углерод 0,04 0,06
кремний 0,1 0,3
марганец 0,4 0,6
хром 14 16
никель 5,1 6
ванадий 0,02 0,2
медь 1,5 2,0
молибден 0,05 1,5
титан 0,03 0,06
азот 0,1 0,2
железо остальное
Предлагаемая сталь содержит в своем составе азот ванадий и молибден с целью повышения прочности и вязкости стали и расширения температурного интервала службы. Молибден снижает диффузионную подвижность атомов внедрения и замещения по границам аустенитных зерен и пакетов мартенсита, что повышает сопротивление хрупкому разрушению и устойчивость против разупрочнения при старении. Ванадий вызывает дополнительное упрочнение за счет образования дисперсных нитридов или карбонитридов.

Выплавку стали проводили в лабораторной индукционной печи с доводкой фазового состава путем введения никеля, хрома и углерода. Азот в стали получали путем введения в шихту феррохрома, легированного азотом.

В таблице 1 приведен химический состав предлагаемых и известной сталей.

После термической обработки, включающей закалку и последующее старение, сталь имеет механические свойства, представленные в таблице 2. Испытания проводились на испытательной машине Инстрон.

Как следует из представленных данных, предлагаемая сталь после указанной выше обработки имеет структуру аустенита, упрочненного за счет дисперсного твердения путем выделения нитридов и карбонитридов.

Аустенит устойчив при охлаждении до температуры жидкого азота (- 196^oC). В связи с этим сталь остается немагнитной, имея высокую вязкость и пластичность наряду с высокой прочностью в широком интервале температур по сравнению с обычными нержавеющими сталями.

Формула изобретения

1. Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, титан, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,04-0,06
Кремний 0,1-0,3
Марганец 0,4-0,6
Хром 14-16
Никель 5,1-6
Медь 1,5-2
Титан 0,03-0,06
Азот 0,1-0,2
Железо Остальное
2. Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, титан, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит азот, ванадий, молибден при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,04-0,06
Кремний 0,1-0,3
Марганец 0,4-0,6
Хром 14-16
Никель 5,1-6
Медь 1,5-2
Титан 0,03-0,06
Азот 0,1-0,2
Ванадий 0,02-0,2
Молибден 0,05-1,5
Железо Остальноев

РИСУНКИ

Рисунок 1

RH4A Выдача дубликата патента

Дата выдачи дубликата: 05.08.2011

Дата публикации: 10.09.2011

---