Сталь
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сталей, и может быть использовано в энергетическом машиностроении. Сталь содержит, мас%: углерод 0,8-1,2; кремний 0,2-0,4; хром 2,5-3,5; вольфрам 2,5-3,5; молибден 3,0-4,0; ванадий 1,0-1,5; кобальт 4,0-5,0; ниобий 0,5-1,0; титан 0,3-0,5; цирконий 0,5-1,0; гадолиний 0,1-0,2; иттрий 0,03-0,08; бор 0,03-0,08; галлий 0,003-0,008; никель 1,0-2,0; гафний 0,8-1,2; магний 0,003-0,008; железо - остальное. Повышается стойкость к термической усталости стали. 1 табл.
Изобретение относится к области металлургии и касается составов сталей, которые могут быть использованы в энергетическом машиностроении.
Известна сталь, содержащая, мас.%: углерод, 0,7-2,0; кремний ≤3,0; хром 3,0-6,0; вольфрам ≤30,0; молибден ≤15,0; ванадий ≤8,0; кобальт ≤13,0; ниобий ≤1,5; титан ≤1,5; цирконий ≤1,5; гадолиний ≤1,5; иттрий ≤0,6; марганец ≤1,5; алюминий ≤0,1; азот ≤0,1; железо - остальное [1].
Задачей изобретения является повышение стойкости к термической усталости стали.
Технический результат достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, ниобий, титан, цирконий, гадолиний, иттрий, железо, дополнительно содержит бор, галлий, никель, гафний, магний при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,8-1,2; кремний 0,2-0,4; хром 2,5-3,5; вольфрам 2,5-3,5; молибден 3,0-4,0; ванадий 1,0-1,5; кобальт 4,0-5,0; ниобий 0,5-1,0; титан 0,3-0,5; цирконий 0,5-1,0; гадолиний 0,1-0,2; иттрий 0,03-0,08; бор 0,03-0,08; галлий 0,003-0,008; никель 1,0-2,0; гафний 0,8-1,2; магний 0,003-0,008; железо - остальное.
В таблице приведены составы стали.
| Таблица | |||
| Компоненты | Состав, мас.%: | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Углерод | 0,8 | 1,0 | 1,2 |
| Кремний | 0,4 | 0,3 | 0,2 |
| Хром | 2,5 | 3,0 | 3,5 |
| Вольфрам | 3,5 | 3,0 | 2,5 |
| Молибден | 3,0 | 3,5 | 4,0 |
| Ванадий | 1,5 | 1,3 | 1,0 |
| Кобальт | 4,0 | 4,5 | 5,0 |
| Ниобий | 0,5 | 0,8 | 1,0 |
| Титан | 0,5 | 0,4 | 0,3 |
| Цирконий | 0,5 | 0,8 | 1,0 |
| Гадолиний | 0,1 | 0,15 | 0,2 |
| Иттрий | 0,08 | 0,05 | 0,03 |
| Бор | 0,03 | 0,05 | 0,08 |
| Галлий | 0,008 | 0,005 | 0,003 |
| Никель | 2,0 | 1,5 | 1,0 |
| Гафний | 0,8 | 1,0 | 1,2 |
| Магний | 0,003 | 0,005 | 0,008 |
| Железо | остальное | остальное | остальное |
| Термическая усталость стали (нагрев до 680°С - охлаждение на воздухе), циклы | 10000-11000 | 10000-11000 | 10000-11000 |
В стали компоненты проявляют себя следующим образом. Молибден, ванадий, ниобий упрочняют твердый раствор. Гафний и вольфрам обеспечивают сохранение твердости стали в условиях повышенных температур. Кобальт и никель улучшают металлическую структуру стали. Введение в состав стали бора и хрома стабилизирует карбиды, уменьшает транскристаллизацию. Галлий и цирконий благоприятно влияют на состояние границ зерен, упрочняя их. Иттрий, магний, гадолиний выполняют функцию раскислителей. Титан придает стали мелкозернистость.
Сталь может быть выплавлена в индукционных закрытых (вакуумных) печах. Основной исходный материал для выплавки стали - стальной лом, специально приготовленная шихта. Сталь подлежит термической обработке, включающей нагрев до температуры 1100-1150°С и закалку в воде.
Источники информации
1. JP 9003604, С22С 38/00, 1997.
Сталь, содержащая углерод, кремний, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, ниобий, титан, цирконий, гадолиний, иттрий, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит бор, галлий, никель, гафний, магний при следующем соотношении компонентов, мас%:
| углерод | 0,8-1,2 |
| кремний | 0,2-0,4 |
| хром | 2,5-3,5 |
| вольфрам | 2,5-3,5 |
| молибден | 3,0-4,0 |
| ванадий | 1,0-1,5 |
| кобальт | 4,0-5,0 |
| ниобий | 0,5-1,0 |
| титан | 0,3-0,5 |
| цирконий | 0,5-1,0 |
| гадолиний | 0,1-0,2 |
| иттрий | 0,03-0,08 |
| бор | 0,03-0,08 |
| галлий | 0,003-0,008 |
| никель | 1,0-2,0 |
| гафний | 0,8-1,2 |
| магний | 0,003-0,008 |
| железо | остальное |
