Сталь
Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано в энергетическом машиностроении. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,1-0,3; кремний 0,5-1,0; марганец 10,0-15,0; алюминий 0,03-0,05; титан 0,2-0,4; хром 1,0-2,0; кальций 0,003-0,005; гафний 1,0-2,0; молибден 2,0-3,0; кобальт 3,0-4,0; железо - остальное. Технический результат заключается в увеличении усталостной прочности стали в условиях повышенных температур. 1 табл.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам сталей, которые могут быть использованы в энергетическом машиностроении.
Известна сталь, содержащая, мас.%: углерод ≤ 2,0; кремний ≤ 5,0; марганец 10,0-40,0; алюминий ≤ 5,0; титан ≤ 1,0; хром ≤ 5,0; кальций ≤ 0,1; молибден ≤ 5,0; кобальт ≤ 3,0; железо и неизбежные примеси - остальное [1].
Задача изобретения заключается в увеличении усталостной прочности стали в условиях повышенных температур.
Технический результат достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, алюминий, титан, хром, кальций, молибден, кобальт, железо, дополнительно содержит гафний, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,1-0,3; кремний 0,5-1,0; марганец 10,0-15,0; алюминий 0,03-0,05; титан 0,2-0,4; хром 1,0-2,0; кальций 0,003-0,005; молибден 2,0-3,0; кобальт 3,0-4,0; гафний 1,0-2,0; железо - остальное.
В таблице приведены составы стали.
| Таблица | |||
| Компонент | Состав, мас.% | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Углерод | 0,1 | 0,2 | 0,3 |
| Кремний | 0,5 | 0,8 | 1,0 |
| Марганец | 15,0 | 12,0 | 10,0 |
| Алюминий | 0,03 | 0,04 | 0,05 |
| Титан | 0,4 | 0,3 | 0,2 |
| Хром | 1,0 | 1,5 | 2,0 |
| Кальций | 0,005 | 0,004 | 0,003 |
| Молибден | 3,0 | 2,5 | 2,0 |
| Кобальт | 3,0 | 3,5 | 4,0 |
| Гафний | 1,0 | 1,5 | 2,0 |
| Железо | остальное | остальное | остальное |
Усталостная прочность стали (при температуре 350°C) составит ˜ 450 МПа для всех приведенных в таблице составов.
Повышение усталостной прочности стали в условиях повышенных температур достигается за счет комплексного влияния компонентов, входящих в ее состав. Хром стабилизирует карбиды, придает стали необходимую твердость. Титан, образуя карбонитриды, увеличивает твердость стали. Молибден и гафний упрочняют твердый раствор. Алюминий и кальций выполняют функцию раскислителей. Кобальт способствует образованию мелкозернистой структуры стали.
Сталь может быть выплавлена в электропечах. Отливки подвергают нагреву до температуры 1100-1150°С и закалке в воде.
Источник информации
1. WO 03025240, С22С 38/10, 2003.
Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, алюминий, титан, хром, кальций, молибден, кобальт и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит гафний при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| углерод | 0,1-0,3 |
| кремний | 0,5-1,0 |
| марганец | 10,0-15,0 |
| алюминий | 0,03-0,05 |
| титан | 0,2-0,4 |
| хром | 1,0-2,0 |
| кальций | 0,003-0,005 |
| гафний | 1,0-2,0 |
| молибден | 2,0-3,0 |
| кобальт | 3,0-4,0 |
| железо | остальное |
