Сталь (ее варианты)

 

Изобретение относится к области металлургии, к мартенситно-стареющей стали, применяемой в машиностроении и приборостроении. Техническим эффектом изобретения является повышение прочности и вязкости стали при сохранении достаточной коррозионной стойкости. Предлагаемая сталь по п. 1 содержит компоненты, мас.%: углерод 0,04 - 0,06; кремний 0,1 - 0,3; марганец 0,4 - 0,6; хром 14 - 16; никель 4,1 - 5; медь 1,5 - 2; титан 0,03 - 0,06; азот 0,1 - 0,2; железо - остальное. Сталь по п. 2 содержит компоненты, мас.%: углерод 0,04 - 0,06; кремний 0,1 - 0,3; марганец 0,4 - 0,6; хром 14 - 16; никель 4,1 - 5; 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 мартенситно-стареющим 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 близкой 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 высокими прочностью вязкостью (после оптимальных закалки и старения σ_в ≅ 1300 МПа, КСU ≅ 1,0 МДж/м²).

Задача изобретения повышение прочности и вязкости стали при сохранении достаточной и коррозионной стойкости.

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 4,1 5 Медь 1,5 2,0 Титан 0,03 0,06 Азот 0,1 0,2
Железо Остальное
Сталь по варианту 2 дополнительно содержит ванадий и 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 4,1 5
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 по варианту 2, содержащая в своем составе ванадий и молибден, позволяет еще более повысить прочность и вязкость и расширить температурный интервал 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 по схеме закалка, обработка холодом, либо холодная деформация при температурах от 0 до -70^oC и отпуск (старение) сталь имеет механические свойства, представленные в таблице 2.

Как следует из представленных данных, предлагаемая сталь после указанной вые обработки имеет смешанную аустенитно-мартенситную структуру. Мартенсит мелкодисперсный и упрочнен в результате выделений меди, а также карбонитридов титана, ванадия и нитридов железа, выделяющихся при старении азотистого мартенсита. Аустенит равномерно распределен в мартенситной структуре, в связи с чем сталь обладает повышенной прочностью наряду с высокой вязкостью и пластичностью.

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 4,1-5
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 4,1-5
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 Остальноеу

РИСУНКИ

Рисунок 1

RH4A Выдача дубликата патента

Дата выдачи дубликата: 05.08.2011

Дата публикации: 10.09.2011

---