Высокопрочный стальной сплав с высокой ударной вязкостью

Авторы патента:


Высокопрочный стальной сплав с высокой ударной вязкостью
Высокопрочный стальной сплав с высокой ударной вязкостью
Высокопрочный стальной сплав с высокой ударной вязкостью

 


Владельцы патента RU 2482212:

СИ-АР-ЭС ХОЛДИНГС, ИНК. (US)

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочной стали, используемой для изготовления изделий, применяемых в различных областях техники. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,35-0,55, марганец 0,6-1,2, кремний 0,9-2,5, фосфор 0,01 макс, серу 0,001 макс, хром 0,75-2,0, никель 3,3-7,0, медь 0,5-0,6, кобальт 0,01 макс, Мо и/или W, при условии, что Mo+1/2W составляет 0,4-1,3, V и/или Nb, при условии, что V+(5/9)×Nb составляет 0,2-1,0, железо и обычные загрязнения - остальное. Для компонентов стали выполняется следующее соотношение: 2≤(%Si+%Cu)/(%V+(5/9)×%Nb)≤14. Сталь обладает высокой ударной вязкостью и стойкостью к отпуску. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к высокопрочным стальным сплавам с высокой ударной вязкостью и, в частности, к сплаву, который может быть отпущен при значительно более высокой температуре без большой потери предела прочности при растяжении. Изобретение также относится к отпущенному изделию из стали с высокой прочностью и высокой ударной вязкостью.

Уровень техники

Известны дисперсионно-твердеющие мартенситные стали, которые обеспечивают сочетание очень высокой прочности и вязкости разрушения. К известным сталям относят таковые, описанные в USP 4706525 и USP 5087415. Первая известна как сплав AF1410 и вторую сбывают под зарегистрированной торговой маркой AERMET. Сочетание очень высокой прочности и ударной вязкости, обеспечиваемое этими сплавами, является следствием их составов, которые включают значительные количества никеля, кобальта и молибдена, элементы, которые обычно относят к наиболее дорогостоящим среди имеющихся в распоряжении легирующих элементов. Поэтому эти стали сбывают со значительной наценкой в сравнении с другими сплавами, не содержащими подобные элементы.

В последнее время был разработан сплав стали, который обеспечивает сочетание высокой прочности и высокой ударной вязкости без необходимости внесения легирующих добавок, таких как кобальт и молибден. Одна такая сталь описана в US 7067019. Сталь, описанная в этом патенте, представляет собой сталь CuNiCr, твердеющую на воздухе, которая не содержит кобальт и молибден. При испытаниях было показано, что сталь, описанная в патенте '019, обеспечивает предел прочности при растяжении примерно 280 ksi (килофунт или 1000 фунтов на квадратный дюйм) наряду с вязкостью разрушения примерно 90 ksi√in (килофунт на квадратный дюйм, умноженные на квадратный корень из дюйма). Для достижения подобного сочетания прочности и ударной вязкости сплав закаливают и отпускают. Температура отпуска ограничена примерно не более чем до 400°F для того, чтобы избежать размягчения сплава и соответствующей потери прочности.

Сплав, описанный в патенте '019, не является нержавеющей сталью, и поэтому его необходимо плакировать для обеспечения стойкости к коррозии. Спецификации на материалы для применения сплава в авиакосмической промышленности требуют, чтобы сплав нагревали при 375°F по меньшей мере в течение 23 часов после плакирования с целью удаления водорода, адсорбировавшегося в ходе процесса плакирования. Водород следует удалить, так как он приводит к охрупчиванию сплава и отрицательно влияет на его ударную вязкость. Так как отпуск этого сплава проводят при 400°F, тепловая обработка после плакирования в течение 23 часов при 375°F приводит к избыточному отпуску деталей, изготовленных из этого сплава, так что невозможно обеспечить предел прочности при растяжении по меньшей мере 280 ksi. Желательно было бы иметь сплав CuNiCr, который можно закалить и отпустить для обеспечения предела прочности при растяжении по меньшей мере 280 ksi и вязкости разрушения примерно 90 ksi√in и поддерживать это сочетание прочности и ударной вязкости при нагреве примерно 375°F по меньшей мере 23 часа с последующими закалкой и отпуском.

Сущность изобретения

Задача по устранению вышеуказанных недостатков известных сплавов в значительной степени решается с помощью сплава, предлагаемого в настоящем изобретении. В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения предлагается стальной сплав с высокой прочностью, высокой ударной вязкостью, имеющий следующие широкие и предпочтительные составы в массовых процентах.

Элемент Широкий Предпочтительный
С 0,35-0,55 0,37-0,50
Мn 0,6-1,2 0,7-0,9
Si 0,9-2,5 1,3-2,1
Р 0,01 макс. 0,005 макс.
S 0,001 макс. 0,0005 макс.
Сr 0,75-2,0 1,2-1,5
Ni 3,5-7,0 3,7-4,5
Мо+1/2 W 0,4-1,3 0,5-1,1
Сu 0,5-0,6 0,5-0,6
Со 0,01 макс. 0,01 макс.
V+(5/9)×Nb 0,2-1,0 0,2-1,0
Fe Остаток Остаток

В остаток включены обычные загрязнения, обнаруживаемые в промышленных сортах стальных сплавов, полученных для одинаковых областей применения и с одинаковыми свойствами. В пределах вышеуказанных диапазонов массовых процентов кремний, медь и ванадий сбалансированы следующим образом:

2≤(%Si+%Cu)/%V+(5/9))×%Nb)≤14.

Вышеприведенное распределение по таблице предложено как обычное краткое изложение и не предназначено для ограничения нижнего и верхнего значений диапазонов отдельных элементов для применения в сочетании друг с другом или ограничения диапазонов элементов для применения исключительно в сочетании друг с другом. Таким образом, можно применить один или более диапазонов с одним или более другими диапазонами для остальных элементов, К тому же, можно применить минимум или максимум для элемента с широким или предпочтительным составом с минимумом или максимумом для того же элемента в другом предпочтительном или промежуточном составе. Кроме того, сплав по настоящему изобретению может включать, по существу состоять из или состоять из составных элементов, описанных выше и во всем объеме этой заявке. Здесь и везде в этом описании термин "процент" или символ "%" означает массовый процент, если не определено иначе.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения предлагается изделие из закаленного и отпущенного стального сплава с очень высокой прочностью и вязкостью разрушения. Изделие изготовлено из сплава, имеющего вышеприведенный широкий или предпочтительный состав в массовых процентах. Изделие из сплава по этому варианту осуществления изобретения, кроме того, характеризуется отпуском при температуре примерно от 500 до 600°F.

Подробное описание осуществления изобретения

Предлагаемый в настоящем изобретении сплав включает по меньшей мере примерно 0,35% и предпочтительно по меньшей мере примерно 0,37% углерода. Углерод способствует высокой прочности сплава и способности к закаливанию. Углерод также благоприятствует стойкости этого сплава к размягчению в ходе отпуска. Слишком большое содержание углерода неблагоприятно действует на ударную вязкость сплава. Поэтому углерод ограничивают примерно не более чем до 0,55%, еще лучше примерно не более чем до 0,50% и предпочтительно примерно не более чем до 0,45%.

В предлагаемом сплаве присутствует по меньшей мере примерно 0,6%, еще лучше по меньшей мере примерно 0,7% и предпочтительно по меньшей мере примерно 0,8% марганца, главным образом для раскисления сплава. Было установлено, что марганец также благоприятствует высокой прочности сплава. При слишком высоком содержании марганца в процессе закалки и резкого охлаждения может наблюдаться нежелательное количество удержанного аустенита, что неблагоприятно влияет на высокую прочность сплава. Поэтому сплав содержит не более чем примерно 1,2% и предпочтительно не более чем примерно 0,9% марганца.

Кремний благоприятствует способности к закаливанию и стойкости сплава к размягчению в ходе отпуска. Поэтому сплав содержит по меньшей мере примерно 0,9% кремния и предпочтительно по меньшей мере примерно 1,3% кремния. Слишком много кремния неблагоприятно действует на твердость, прочность и пластичность сплава. Чтобы избежать этих неблагоприятных влияний, кремний в предлагаемом сплаве ограничивают примерно не более чем до 2,5% и предпочтительно примерно не более чем до 2,1%.

Сплав содержит по меньшей мере примерно 0,75% хрома, так как хром способствует способности к закаливанию, высокой прочности и стойкости сплава к размягчению в ходе отпуска. Предпочтительно, сплав содержит по меньшей мере примерно 1,0% и еще лучше по меньшей мере примерно 1,2% хрома. Более чем примерно 2% хрома в сплаве неблагоприятно влияет на ударную вязкость и пластичность сплава. Предпочтительно хром ограничивают примерно не более чем до 1,5% в предлагаемом сплаве и еще лучше примерно не более чем до 1,35%.

В соответствии с предлагаемым изобретением никель благоприятствует хорошей ударной вязкости сплава. Поэтому сплав содержит по меньшей мере примерно 3,5% никеля и предпочтительно по меньшей мере примерно 3,7% никеля. Выигрыш от больших количеств никеля отрицательно сказывается на стоимости сплава, не давая значительного преимущества. Чтобы ограничить высокую стоимость сплава, содержание никеля в сплаве ограничивают примерно не более чем до 7% и предпочтительно примерно не более чем до 4,5%.

Молибден образует карбид, что благоприятно для стойкости сплава к размягчению в ходе отпуска. Присутствие молибдена увеличивает температуру отпуска сплава, так что вторичный эффект закалки достигается при примерно 500°F. Молибден также способствует прочности и вязкости разрушения сплава. Преимущества, обеспечиваемые молибденом, проявляются, когда сплав содержит по меньшей мере примерно 0,4% молибдена и предпочтительно по меньшей мере примерно 0,5% молибдена. Подобно никелю, молибден не дает роста преимущества в свойствах, связанных со значительным увеличением стоимости из-за добавки больших количеств молибдена. По этой причине сплав содержит не более чем примерно 1,3% молибдена и предпочтительно не более чем примерно 1,1% молибдена. В предлагаемом сплаве молибден можно заменить некоторым количеством или полностью вольфрамом. Молибден заменяют вольфрамом в соотношении 2:1. Если сплав содержит меньше примерно 0,01% молибдена, вводят примерно 0,8-2,6%, предпочтительно примерно от 1,0 до 2,2% вольфрама для улучшения стойкости сплава к размягчению в ходе отпуска, прочности и ударной вязкости сплава.

Предлагаемый сплав предпочтительно содержит по меньшей мере примерно 0,5% меди, которая способствует способности к закаливанию и ударной вязкости сплава. Слишком много меди может привести к осаждению нежелательного количества свободной меди в матрице сплава и неблагоприятно повлиять на вязкость разрушения сплава. Поэтому в предлагаемом сплаве присутствует не более чем примерно 0,6% меди.

Ванадий способствует высокой прочности и хорошей способности сплава к закаливанию. Ванадий также образует карбид и промотирует образование карбидов, которые помогают обеспечить измельчение зерен в сплаве, что благоприятствует стойкости сплава к размягчению при отпуске и вторичному закаливанию сплава. По этим причинам сплав предпочтительно содержит по меньшей мере примерно 0,25% ванадия. Слишком большое содержание ванадия отрицательно влияет на прочность сплава из-за образования больших количеств карбидов в сплаве, которые выводят углерод из материала матрицы сплава. Соответственно, сплав содержит не более чем примерно 0,35% ванадия. Ниобий может заменить некоторое количество или полностью ванадий в предлагаемом сплаве, так как подобно ванадию ниобий соединяется с углеродом с образованием карбидов М4С13, которые благоприятствуют стойкости сплава к размягчению в ходе отпуска и способности сплава к закаливанию. Ниобий, содержащийся в сплаве, заменяет ванадий в соотношении 1,8:1. Когда ванадий ограничен примерно не более чем до 0,01%, сплав содержит примерно от 0,2 до 1,0% ниобия.

Предлагаемый сплав может также содержать небольшое количество кальция примерно до 0,005%, удержанное из добавок в процессе плавки сплава для удаления серы, что благоприятствует вязкости разрушения сплава.

Кремний, медь, ванадий и ниобий, если он присутствует, предпочтительно сбалансированы в пределах их вышеуказанных диапазонов массовых процентов с целью благоприятствования новому сочетанию прочности и ударной вязкости, характеризующему данный сплав. Более конкретно соотношение (%Si+%Cu)/(%V+(5/9)×%Nb) предпочтительно составляет примерно от 2 до 14, еще лучше примерно от 6 до 12. Полагают, что если количества кремния, меди и ванадия, присутствующие в сплаве, сбалансированы в соответствии с этим соотношением, то границы блоков сплава укрепляются в результате предотвращения образования на них хрупких фаз и случайных элементов.

Остатком сплава являются по существу железо и обычные загрязнения, обнаруживаемые в промышленных сортах подобных сплавов и сталей. В этом отношении сплав предпочтительно содержит не более чем примерно 0,01%, еще лучше не более чем примерно 0,005% фосфора и не более чем примерно 0,001%, еще лучше не более чем примерно 0,0005% серы. Сплав предпочтительно содержит не более чем примерно 0,01% кобальта. Титан может присутствовать на уровне остаточного продукта из добавок для раскисления и предпочтительно ограничен примерно не более чем до 0,01%.

В пределах вышеприведенных диапазонов массовых процентов элементы можно сбалансировать для обеспечения разных уровней предела прочности при растяжении. Так, например, было установлено, что состав сплава, содержащего примерно 0,38% С, 0,84% Мn, 1,51% Si, 1,25% Cr, 3,78% Ni, 0,50% Mo, 0,55% Сu, 0,29% V, остаток по существу Fe, обеспечивает предел прочности при растяжении выше 290 ksi в сочетании с КIc вязкостью разрушения больше чем 80 ksi√in после отпуска при примерно 500°F в течение 3 часов. Было установлено, что состав сплава, содержаего примерно 0,40% С, 0,84% Мn, 1,97% Si, 1,26% Cr, 3,78% Ni, 1,01% Mo, 0,56% Сu, 0, 30% V, остаток по существу Fe, обеспечивает предел прочности при растяжении более 310 ksi в сочетании с К вязкостью разрушения более 60 ksi√in после отпуска при примерно 500°F в течение 3 часов. Кроме того, было установлено, что состав сплава, содержащего примерно 0,50% С, 0,69% Мn, 1,38% Si, 1,30% Cr, 3,99% Ni, 0,50% Mo, 0,55% Сu, 0,29% V, остаток по существу Fe, обеспечивает предел прочности при растяжении более 340 ksi в сочетании с KIc вязкостью разрушения более 30 ksi√in после отпуска при примерно 300°F в течение 2,5 часов плюс 2,5 часа.

Для изготовления сплава в соответствии с предлагаемым изобретением не требуется специальная техника плавки. Сплав преимущественно представляет собой продукт вакуумно-индукционной плавки ВИП, и при необходимости в случае ответственных применений его очищают с применением вакуум-дугового переплава ВДП. Полагают, что этот сплав можно также плавить в электрической дуге в воздухе. После плавки в воздухе сплав предпочтительно очищают с помощью электрошлакового переплава ЭШП или ВДП.

Сплав, предлагаемый в настоящем изобретении, предпочтительно подвергают горячей обработке, начиная с температуры примерно 2100°F с образованием разных промежуточных форм продукта, таких как бруски и стержни. Сплав предпочтительно подвергают горячей обработке путем аустенизации от примерно 1585°F до примерно 1635°F в течение примерно 30-45 минут. Затем сплав охлаждают в воздухе или подвергают резкому охлаждению в масле с температуры аустенизации. Сплав предпочтительно подвергают глубокому охлаждению до -100°F или -320°F в течение по меньшей мере примерно одного часа и затем нагревают в воздухе. Сплав предпочтительно отпускают при примерно 500°F в течение примерно 3 часов и затем охлаждают в воздухе. Сплав можно отпускать при температуре до 600°F, если не требуется оптимальное сочетание прочности и ударной вязкости.

Предлагаемый в изобретении сплав имеет широкий диапазон применений. Очень высокая прочность и хорошая вязкость разрушения сплава делают его пригодным для изготовления деталей металлорежущих станков и также конструктивных элементов летательных аппаратов, включая шасси самолета. Предлагаемый в изобретении сплав также пригоден для изготовления деталей автомобилей, включая, но этим не ограничиваясь, детали конструкции, приводной вал, рессоры и коленчатые валы. Полагают, что сплав также пригоден для изготовления броневых плит, листовых металлов и стержней.

Рабочие примеры

Для оценки было проведено семь 35-фунтовых ВИП плавок. Составы плавок в массовых процентах представлены в нижеследующей таблице 1. Все плавки были проведены с применением ультрачистых сырьевых материалов и кальция в качестве обессеривающей добавки. Плавки разливали в 4-дюймовые квадратные литейные формы. Литейные формы были выкованы в 2 1/4-дюймовые стержни квадратного сечения с начальной температуры примерно 2100°F. Стержни были разрезаны на более короткие образцы, и половину более коротких стержней далее выковали в 1-дюймовые стержни квадратного сечения также с начальной температуры 2100°F. 1-Дюймовые стержни были разрезаны на еще более короткие образцы, которые были выкованы в 3/4-дюймовые стержни квадратного сечения с начальной температуры 2100°F.

Стержни квадратного сечения в 3/4 дюйма и остальные стержни квадратного сечения в 2 1/4 дюйма были подвергнуты отжигу при 1050°F в течение 6 часов и затем охлаждены в воздухе до комнатной температуры. Из 3/4-дюймовых стержней каждой плавки приготовили стандартные образцы для испытания на растяжение и стандартные образцы для испытания Чарпи на удар с V-образным надрезом (Charpy V-notch impact testing). Из 2 1/4-дюймовых стержней квадратного сечения каждой плавки приготовили стандартные компактные натяжные блоки для испытания на вязкость разрушения. Все образцы были подвергнуты термообработке при 1585°F в течение 30 минут и затем воздушному охлаждению. Затем опытные образцы охладили при -100°F в течение одного часа и нагрели в воздухе до комнатной температуры. После этого резервные образцы каждой плавки были подвергнуты отпуску при одной из трех разных температур: 400, 500 и 600°F с выдержкой их при каждой температуре в течение 3 часов. После этого отпущенные образцы охладили в воздухе до комнатной температуры.

Результаты механического испытания, испытания Чарпи на удар с V-образным надрезом и испытания на вязкость разрушения на отпущенных образцах представлены в нижеследующей таблице II, включая 0,2%-ный условный предел текучести (Y.S.), предел прочности при растяжении (U.T.S.) в ksi, процент удлинения (Elong.), процент уменьшения площади (R.A.), энергию удара в испытании Чарпи на удар с V-образным надрезом (CVN I.E.) в футах-фунтах (ft-lbs) и вязкость разрушения К в ksi√in.

Данные, представленные в таблице II, показывают, что состав плавки 1484 в массовых процентах, соответствующий сплаву, описанному в настоящем документе, является единственным составом сплава, который обеспечивает предел прочности при растяжении 280 ksi и вязкость разрушения по меньшей мере 90 ksi√in после отпуска при 500°F.

Термины и выражения, применяемые в настоящем документе, используют как описательные, а не ограничительные. В намерение не входит применение этих терминов и выражений, исключающих любые эквиваленты показанных и описанных характерных признаков или их частей. Признается возможность разных модификаций в пределах изобретения, описанного и заявленного в настоящем документе.

1. Высокопрочная сталь с высокой ударной вязкостью и стойкостью к отпуску, характеризующаяся тем, что она включает, мас.%:

С 0,35-0,55
Mn 0,6-1,2
Si 0,9-2,5
Р 0,01 макс.
S 0,001 макс.
Cr 0,75-2,0
Ni 3,3-7,0
Cu 0,5-0,6
Со 0,01 макс.

Мо и/или W, при условии, что Mo+1/2W составляет 0,4-1,3;
V и/или Nb, при условии, что V+(5/9)×Nb составляет 0,2-1,0;
и остальное железо и обычные загрязнения, и при этом
2≤(%Si+%Cu)/(%V+(5/9)×%Nb)≤14.

2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что Mo+1/2W составляет 0,5-1,1% и при этом
6≤(Si+%Cu)/(%V+(5/9)×%Nb)≤12.

3. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает 0,4-1,3% молибдена и 0,25-0,35% ванадия.

4. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает 0,8-2,6% вольфрама, менее 0,01% молибдена, 0,342-1,0% ниобия и 0,01% макс., ванадия.

5. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает 0,5-1,1% молибдена и 0,25-0,35% ванадия.

6. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает 1,0-2,2% вольфрама, менее 0,01% молибдена, 0,342-1,0% ниобия и 0,01% макс., ванадия.

7. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает по меньшей мере 0,37% углерода.

8. Сталь по п.7, отличающаяся тем, что она включает не более 0,45% углерода.

9. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает по меньшей мере 1,3% кремния.

10. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает не более 2,1% кремния.

11. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает по меньшей мере 3,7% никеля.

12. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает не более 4,2% никеля.

13. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает по меньшей мере 1,2% хрома.

14. Сталь по п.13, отличающаяся тем, что она включает не более 1,35% хрома.

15. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает, мас.%:

С 0,37-0,50
Mn 0,7-0,9
Si 1,3-2,1
Р 0,005 макс.
S 0,0005 макс.
Cr 1,0-1,5
Ni 3,7-4,5
Cu 0,5-0,6
Со 0,01 макс.,

причем Мо+1/2W составляет 0,5-1,1%;
V+(5/9)×Nb составляет 0,2-1,0%;
и остальное железо и обычные загрязнения, и при этом
6≤(%Si+%Cu)/(%V+(5/9)×%Nb)≤12.

16. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает, мас.%:

углерод 0,37-0,45
марганец 0,7-0,9
кремний 1,3-2,1
фосфор 0,005 макс.
сера 0,0005 макс.
хром 1,2-1,35
никель 3,7-4,2
молибден 0,5-1,1
медь 0,5-0,6
кобальт 0,01 макс.
ванадий 0,25-0,35

остальное железо и обычные загрязнения, и при этом
6≤(%Si+%Cu)/%V≤12.

17. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает, мас.%:

углерод 0,35-0,5
марганец 0,6-1,2
кремний 0,9-2,5
фосфор 0,01 макс.
сера 0,001 макс.
хром 1,0-1,5
никель 3,5-4,5
молибден 0,4-1,3
медь 0,5-0,6
кобальт 0,01 макс.
ванадий 0,25-0,35

остальное железо и обычные загрязнения, и при этом
2≤(%Si+%Cu)/%V≤14.

18. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает, мас.%:

С 0,35-0,50
Mn 0,6-1,2
Si 0,9-2,5
Р 0,01 макс.
S 0,001 макс.
Cr 0,75-2,0
Ni 3,4-4,5
Mo <0,01
W 0,8-2,6
Cu 0,5-0,6
Со 0,01 макс.
Nb 0,342-1,0
V 0,01 макс.

остальное железо и обычные загрязнения, и при этом
2≤(%Si+%Cu)/%Nb≤14.

19. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она включает, мас.%:

С 0,37-0,50
Mn 0,7-0,9
Si 1,3-2,1
Р 0,005 макс.
S 0,0005 макс.
Cr 1,0-1,5
Ni 3,7-4,5
Mo <0,01
W 1,0-2,2
Cu 0,5-0,6
Co 0,01 макс.
Nb 0,342-1,0
V 0,01 макс.

остальное железо и обычные загрязнения, и при этом
6≤(%Si+%Cu)/%Nb≤12.

20. Изделие из высокопрочной стали с высокой ударной вязкостью и стойкостью к отпуску, отличающееся тем, что оно изготовлено из стали по любому из пп.1-19.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии получения листового проката, используемого в бронезащитных конструкциях. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению сварочной проволоки для сварки жаропрочных хромистых мартенситных сталей. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкционным сталям, используемым для корпусных конструкций атомных энергоустановок. .
Изобретение относится к сварке и касается состава сварочной проволоки для сварки и наплавки изделий, работающих при больших знакопеременных нагрузках и повышенных температурах, и может быть использовано для наплавки первого слоя кромок углеродистых и низколегированных сталей при выполнении разнородных сварных соединений со сталями аустенитного класса, преимущественно, при изготовлении сварных конструкций атомного и энергетического машиностроения.
Изобретение относится к сварке и касается состава сварочной проволоки для сварки и наплавки изделий, работающих при больших знакопеременных нагрузках и повышенных температурах, и может быть использовано для наплавки первого слоя кромок углеродистых и низколегированных сталей при выполнении разнородных сварных соединений со сталями аустенитного класса, преимущественно при изготовлении сварных конструкций атомного и энергетического машиностроения.
Сталь // 2441940
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей, используемых для изготовления основного оборудования атомных энергетических установок. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей, используемых для изготовления режущих инструментов. .
Изобретение относится к металлургии, а именно к получению коррозионно-стойкой высокопрочной теплостойкой аустенитной стали для изготовления проволоки тонких и наитончайших диаметров упругих элементов, пружин и медицинского инструмента.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению мартенситной нержавеющей стали, используемой для изготовления деталей в авиационной и космической промышленности.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению закаленной мартенситной стали, используемой для изготовления различных конструкционных и приводных деталей. Выплавляют сталь состава, вес.%: С 0,18-0,30, Со 1,5-4, Cr 2-5, Al 1-2, Mo+W/2 1-4, V следы - 0,3, Nb следы - 0,1, В следы - 30 ppm, Ni 11-16, Si следы - 1,0, Mn следы - 4,0, Са следы - 20 ppm, редкоземельные элементы следы - 100 ppm, О следы - 50 ppm, N следы - 20 ppm, S следы - 20 ppm, Cu следы - 1, Р следы - 200 ppm, при этом если N≤10 ppm, то Ti+Zr/2 следы - 100 ppm, причем Ti+Zr/2≤10 N, и если 10 ppm<N≤20 ppm, то Ti+Zr/2 следы - 150 ppm, остальное - железо и неизбежные примеси. Из полученной стали формуют деталь и проводят смягчающий отпуск при 600-675°С в течение 4-20 ч с последующим охлаждением на воздухе, закалку при 900-1000°С в течение по меньшей мере 1 ч с последующим масляным охлаждением или охлаждением на воздухе, достаточно быстрым, чтобы избежать выделения межкристаллитных карбидов в матрице аустенита, и старение при 475-600°С в течение 5-20 ч. Сталь имеет высокие ударную вязкость и механическую прочность. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Изобретение относится к сварочным присадочным проволокам для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах легированных теплоустойчивых сталей для оборудования и трубопроводов АЭС, работающих при воздействии пароводяной смеси и ионизирующего излучения. Сварочная проволока содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,08-0,12, марганец 1,35-1,65, кремний 0,45-0,7, ванадий ≤0,02, азот ≤0,01, алюминий ≤0,02, титан ≤0,02, никель 1,5-1,8, ниобий ≤0,02, молибден 0,50-0,70, хром 0,005-0,3, кобальт 0,005-0,02, медь 0,005-0,06, мышьяк 0,001-0,02, сера 0,001-0,01, фосфор 0,001-0,01, олово 0,001-0,005, сурьма 0,001-0,005, железо остальное. Проволока обеспечивает понижение критической температуры хрупкости металла шва, повышение циклической прочности и трещиностойкости сварного соединения в условиях радиационного воздействия. 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к коррозионно-стойким аустенитным хромоникелевым сталям, применяемым при производстве высокопрочного сортового проката. Сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,01-0,1, кремний 0,5-1,0, марганец 1,0-5,0, хром 17,0-24,0, никель 10,5-22,0, молибден 1,0-4,0, азот 0,51-0,7, вольфрам 0,2-2,5, кобальт 0,1-1,0, железо и неизбежные примеси - остальное. Повышается предел текучести и твердость, а также термическая структурная стабильность, характеризующаяся сохранением высоких значений ударной вязкости при повышенных температурах (565°C) после длительной выдержки при сохранении стойкости против питтинговой коррозии в хлорид- и сероводородсодержащих средах, а также аустенитной немагнитной структуры с магнитной проницаемостью не более 1,00 г/э. 2 табл.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения высокопрочной теплостойкой проволоки различных типоразмеров и листового материала. Предложенная сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод до 0,03, хром 8,0-16, никель 6-12, молибден 1-5, кобальт 0-1, алюминий 1-5, титан ≤0,3, лантан и иттрий ≤0,05 и железо - остальное. Техническим результатом изобретения является получение высокопрочного коррозионно-стойкого материала, обладающего после закалки достаточно пластичной двухфазной аустенитно-ферритной структурой, способной подвергаться высоким суммарным обжатиям при холодной пластической деформации и достигать высоких прочностных и упругих свойств после деформационного старения. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству высокопрочных коррозионностойких мартенситностареющих сталей, используемых в энергетическом машиностроении для изготовления высоконагруженных упругих металлических уплотнений разъемных соединений энергетических установок, работающих в агрессивных средах при температурах от 20 до 723K. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод до 0,03, азот до 0,02, хром 9,3-10,5, никель 7,0-8,5, молибден 1,2-3,0, кобальт 3,5-7,0, ванадий 0,1-0,3, вольфрам 0,05-0,2, марганец 0,05-0,15, кремний 0,05-0,15, кальций 0,001-0,05, церий 0,001-0,05, ниобий 0,05-0,15, титан 0,01-0,08, иттрий 0,001-0,05, железо остальное. Повышается структурная стабильность и сопротивление водородной хрупкости изготавливаемых упругих металлических уплотнений криогенной техники, что обеспечивает требуемую высокую герметичность разъемных фланцевых соединений энергетических установок, в частности, жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) с криогенными компонентами топлива. 2 табл.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составу сплава, используемого для изготовления штампового инструмента. Сплав содержит углерод, кремний, молибден, хром, вольфрам, кобальт, марганец, титан, никель, ванадий и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,20-0,30, кремний 0,40-0,80, молибден 2,00-2,50, хром 8,00-10,00, вольфрам 2,50-3,00, кобальт 1,00-1,50, марганец 1,00-1,40, титан 0,20-0,30, никель 6,00-8,00, ванадий 0,20-0,30, железо - остальное. Повышается эксплуатационная стойкость инструмента за счет увеличения твердости, теплостойкости и окалиностойкости. 1 пр.

Изобретение относится к способу получения мартенситной стали. Для повышения механических свойств и сокращения значений их разброса в стали, содержащей другие металлы, обеспечивающие её упрочнение при выделении интерметаллических соединений и карбидов, а также Al между 0,4% и 3%, указанную сталь подвергают термической обработке, включающей нагрев стали выше температуры ее аустенизации, охлаждение стали примерно до температуры окружающей среды, помещение стали в криогенную среду при температуре Т1, причем температура Т1 является более низкой, чем температура Mf мартенситного преобразования, и выдержку стали в криогенной среде с продолжительностью, по меньшей мере равной ненулевому времени t1 выдержки от момента, когда самая горячая часть стали достигла температуры ниже, чем температура Mf мартенситного преобразования, причем температура Т1 (в ºС) и время t1 выдержки (в часах) определяется уравнением Т1=ƒ(t1), причем первая производная функции ƒ по t, ƒ'(t), является положительной, и вторая производная ƒ по t, ƒ”(t), является отрицательной. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к созданию высокопрочных дисперсионно-твердеющих сталей для высоконагруженных зубчатых колес и подшипников, работающих при температуре до 500°C. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,22-0,27, кремний 0,2-0,4, марганец 0,2-0,6, хром 3,3-4,0, кобальт 8,0-9,5, никель 6,0-6,9, молибден 2,5-3,0, вольфрам 0,4-0,6, ванадий 0,20-0,24, ниобий 0,05-0,15, иттрий 0,008-0,01, лантан 0,04-0,05, церий 0,02-0,03, неодим 0,015-0,02, азот 0,03-0,04, железо - остальное. Повышаются предел текучести, ударная вязкость и теплопрочность стали при пределе прочности σB не менее 1800 МПа. 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения среднего значения усталостной прочности получают мартенситную сталь, которая имеет такое содержание других металлов, что она способна упрочняться в результате выделения интерметаллических соединений и карбидов и имеет содержание Al от 0,4 до 3 мас.%. Температура горячего формования при последнем проходе горячего формования стали ниже температуры растворимости нитридов алюминия в этой стали, и температура каждой из возможных термообработок после этого последнего прохода горячего формования ниже температуры растворимости в твердом состоянии нитридов алюминия в этой стали. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к нержавеющей стали, используемой для изготовления труб для нефтяных скважин. Сталь содержит, мас.%: С не более 0,05, Si не более 1,0, Mn от 0,01 до 1,0, Р не более 0,05, S менее 0,002, Cr от 16 до 18, Mo от 1,8 до 3, Cu от 1,0 до 3,5, Ni от 3,0 до 5,5, Со от 0,01 до 1,0, Al от 0,001 до 0,1, О не более 0,05 и N не более 0,05, остальное количество составляют Fe и неизбежные примеси. Содержание компонентов в стали удовлетворяет выражениям: Cr+4Ni+3Mo+2Cu≥44 и Cr+3Ni+4Mo+2Cu/3≤46. Сталь имеет высокую стойкость к высокотемпературной коррозии и предел текучести не менее 862 МПа. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 табл.
Наверх