Термостойкая сталь
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления изделий, эксплуатируемых в условиях повышенных термоциклических нагрузок, например, инструментов горячего деформирования. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,2-0,3; кремний 0,5-1,0; марганец 0,5-1,0; хром 0,5-1,0; ванадий 0,3-0,5; титан 0,3-0,5; медь 0,3-0,5; алюминий 0,1-0,2; молибден 0,1-0,2; азот 0,01-0,02; кальций 0,003-0,005; бор 0,08-0,12; гафний 0,3-0,5; вольфрам 0,3-0,5. железо - остальное. Технический результат: повышение термостойкости стали. 1 табл.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам стали, которая может быть использована для изготовления изделий, эксплуатируемых в условиях повышенных термоциклических нагрузок, в частности, инструмента горячего деформирования.
Известна сталь, содержащая, мас.%: углерод 0,1-0,55; кремний <1,0, марганец 0,2-3,0; хром 0,01-1,0, ванадий ≥0,005; титан ≥0,005; медь 0,005-2,0; алюминий 0,005-0,1; молибден ≥0,005; азот ≥0,005; кальций 0,0005-0,05; бор 0,0002-0,005; гафний 0,002-0,02; вольфрам 0,002-0,02; железо - остальное [1].
Задана изобретения состоит в повышении термостойкости стали.
Технический результат достигается тем, что в термостойкой стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, титан, медь, алюминий, молибден, азот, кальций, бор, гафний, вольфрам, железо, компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: углерод, 0,2-0,3; кремний 0,5-1,0; марганец 0,5-1,0; хром 0,5-1,0; ванадий 0,3-0,5; титан 0,3-0,5; медь 0,3-0,5; алюминий 0,1-0,2; молибден 0,1-0,2; азот 0,01-0,02; кальций 0,003-0,005; бор 0,08-0,12; гафний 0,3-0,5; вольфрам 0,3-0,5; железо - остальное.
В таблице приведены составы термостойкой стали.
| Таблица | |||
| Компоненты | Состав, мас.%: | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Углерод | 0,2 | 0,25 | 0,3 |
| Кремний | 1,0 | 0,7 | 0,5 |
| Марганец | 0,5 | 0,7 | 1,0 |
| Хром | 1,0 | 0,7 | 0,5 |
| Ванадий | 0,3 | 0,4 | 0,5 |
| Титан | 0,5 | 0,4 | 0,3 |
| Медь | 0,3 | 0,4 | 0,5 |
| Алюминий | 0,2 | 0,15 | 0,1 |
| Молибден | 0,1 | 0,15 | 0,2 |
| Азот | 0,02 | 0,02 | 0,01 |
| Кальций | 0,003 | 0,004 | 0,005 |
| Бор | 0,12 | 0,1 | 0,08 |
| Гафний | 0,3 | 0,4 | 0,5 |
| Вольфрам | 0,5 | 0,4 | 0,3 |
| Железо | остальное | остальное | остальное |
| Термостойкость (взгрев до 600°С - охлаждение до 20°С на воздухе), циклы | 280-300 | 280-300 | 280-300 |
Повышение термостойкости стали обусловлено комплексным влиянием компонентов, входящих в ее состав. Вольфрам и гафний увеличивают твердость и работоспособность стали при высоких температурах. В химически связанном состоянии с алюминием, ванадием и титаном, азот, образуя нитриды становится легирующим элементом, улучшающим структуру и механические свойства стали. Бор стабилизирует карбиды. Медь и молибден повышают прочность стали. Хром препятствует росту окалины. Кальций выполняет функцию раскислителя, придает мелкозернистость структуре стали.
Сталь может быть выплавлена в индукционных закрытых (вакуумных) печах. Основной исходный материал - стальной лом, специально приготовленная шихта. Термическая обработка стали включает закалку при температуре 850°С в масло и отпуск при температуре 530°С.
Источник информации
1. JP 2005-539-185, С22С 3800, 2005.
Термостойкая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, титан, медь, алюминий, молибден, азот, кальций, бор, гафний, вольфрам и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
| углерод | 0,2-0,3 |
| кремний | 0,5-1,0 |
| марганец | 0,5-1,0 |
| хром | 0,5-1,0 |
| ванадий | 0,3-0,5 |
| титан | 0,3-0,5 |
| медь | 0,3-0,5 |
| алюминий | 0,1-0,2 |
| молибден | 0,1-0,2 |
| азот | 0,01-0,02 |
| кальций | 0,003-0,005 |
| бор | 0,08-0,12 |
| гафний | 0,3-0,5 |
| вольфрам | 0,3-0,5 |
| железо | остальное |
