Сталь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпии

< >740858 т.

4 ю

J

//::-сГ; ф

Ll

I (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22)Заявлено 24.01.78{21)2576846/22 02 (5l )М. Кл.

2 с присоеаинением заявки ве

С 22 С 38/50 йвудврствеииый комитет

СССР (23) Приоритет— (53) УДК 669.15 782 74 26 24

28 2 95 7 1 292 891 721 855-194 {088.8) ао авивм изеоретеиий и открытий

Опубликовано 15 р6 8р Бюллетень вй 22

Дата опубликования описания 20.06-80 г

С. Н. Примеров, B. Б. Вихляев, В. Н. Зоц, В. Д, Краля, С. H. Бобраков, Ф. М. Перпелица и Г. А. Алфинцев (72) Авторы изобретения (7() Заявители Институт проблем литья АН Украинской CCP к Производственное объединение "Киевпромарматура" (54) СТАЛЬ

Изобретение относится к области металлургии стали и литейного производства и может быть использовано в химической промьпцленности и других отраслях народного хозяйства, в частности

5 при изготовлении литых деталей арматуры химического оборудования, устойчивых против агрессивных сред.

Бурное развитие науки и техники предъявляет к литейным нержавеюшим сталям повышенные требования по плотности, коррозионной стойкости, литейным и механическим свойствам. Вместе с тем весьма важной проблемой чвляется раз-работка литейных нержавеюших сталей с минимальным содержанием никеля, молибдена и других дефицитных и дорогих металлов.

Известна сталь марки 10Х21Н6М2Л, содержашая (вес.7):

Углерод До 0,12

Кремний До 0,8

Марганец До 0,8

Хром 20-22

Никель 5,0-6, 5

Молибден 1,8-2, 5

Железо Ост аль ío = (11

Эта сталь применяется при изготовлении литых деталей химического oboрудования (например, корпуса насосов, крыльчатки, фитинги, лопасти) .

Сушественными недостатками известной стали являются относительно низкие плотность, гндроплотность QTTIHBQK литейные и механические свойства.

Целью изобретения является разработка литейной нержавеюшей стали с высокими плотностью и гидроплотностью отливок, литейными и механическими свойствами.

Эта цель достигается тем, что предлагаемая нержавеюшая сталь дополнительно содержит алюминий, титан, кальций, ванадий, магний и редкоземельные мталлы при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0,05-0, 12

Кремний 0,4-0,8

740858

Химический состав, О о

Стал

С я мп Сг М ео КЕ т.

Са I9g Р ьм

10Х21Н6М 2Л

0,5 0,6 21,5 5,6 l 9 — 0,2

Предлагаемая

1 0,08

2 0,07 0,4 0,5 20,6 5,8 2,2 0,005 0,05 0,05 0,02 0,008 Oq02

3 0,05 0,6 0,7 20

5э5 1,8 Оэ02 Оэ 16 Оэ07 Oэ005 Оэ05

0,01

4 0,1 0,7 Оэ7 21э7 6э6 2э5 Оэ05 ОэЗ Оэ15 ОэОЗ Оэ005 Оэ07

5 0,12 0,4 0,8 22

5э 5 1,9 0,04 0,24 О, 12 0,06

О,ОЗ 0,05

6 0,08 0,8 0,4 20,4 6,3 2 0 03 Ot08 Оэ01 Оэ08 Оэ02 Оэ1

7 0,08 0,6 0,5 21,5 6,1 2,3 0,06 0,19 0,16 0,004 0,06 0,009

8 0,09 0,5 0,4 20,8

5,2

2,4 0,0040,09 0,009 Оэ09 О 004 О,11

Для исследования плотности, механических свойств и коррозиониой стойкости сталью всех опытных составов заминали формы с образцами, изгоМарганец 0,4-0,8

Хром 20-22

Никель 5-6,5

Молибден 1,8-2, 5

Титан 0,05-0,3

Алюминий 0,005-0,05

Ванадий 0,01-0,15

Кальций 0,00 5-0,08

Магний О,ОО5-О,О5

Редкоземельные металлы 0,0 1-0, 1

Железо Остальное.

Дополнительное введение в состав ста.— ли алюминия, титана. и ванадия связано с их способностью взаимодействовать с кислородом и азотом и путем обРазования тугоплавких окислов и нитридов нейтрализовать вредное влияние газов.

При этом титан в основном расходуется на связывание углерода в карбиды для повышения коррозионной стойкости. Нитриды алюминия и ванадия оказывают модифицируюшее действие на сталь, являясь регуляторами роста аустенитиого зерна. В результате структура стали приобретает более мелкодисперсное строение.

Введение в состав стали кальция, ма. 1ния и РЗМ способствует диспергированию нитридных включений и более равномерному их распределению в объеме металла.

Но более важным является их исключительно благоприятное влияние на форму, состав, количество и характер распределения неметаллически.х включений. Обшее

4 количество включений после введения в сталь. кальция, магния и РЗМ снижается почти в два раза, одновременно обеспечивается глубокое рафинирование и де газа ни я с Галие Оставшиеся в cTslIN не металлические включения равномерно распределяются в осям дендритов и практически не влияют на свойства стали.

При этом очишаются границы зерен, что

10 весьма важно в отношении коррозионной стойкости стали.

Резкое снижение количества неметаллических включений, глубокое рафинирование и раскислвние стали приводят к

15 повышению жидкотекучести расплава, лучшей пропитываемости междендритных пространств, что в итоге приводит к повышению плотности металла. Сопутствующими благоприятными факторами являют20 ся снижение обшей величины линейной у-садки стали и увеличение объема концентрированной усадочной раковины в процессе затвердевания, что в итоге повышает- плотность отливок.

25 Металл выплавляли в индукционных печах емкостью 160 кг. В процессе фракционной разливки при постоянной температуре перегрева расплав обрабатывали добавками 0,1-0,4 вес. Ь комплексЗО ного модификатора, содержащего в своем составе алюминий, титан, ванадий, кальций, магний и РЗМ. Химические составы опытных плавок предлагаемой и известной стали приведены в табл. 1.

Т а б.л и ц а 1

740858

Термическая обработка опытных образцов для механических испытаний включает закалку в воде от 1100 10 С товленными по выплавляемым моделям. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Табл ила 2

10Х21Н6М2Н

65 33,7 28,729,5 5,50

1 7,865 2,42

Предлагаемая

68,3 35,9 44,646,2 8,75

2,15

2 7,883 40

3 7,880 30

4 7 889 40

5 7 891 40

72 38,5 48,550,4 7,50

2,22

70з5 37i3 47ЭЗ 48э3 9э25

2,24

66э4 36э4 43«2 42) 5 9э 50

2,20

6 7,879 35.

67,5 37,2 45,6 47,3 8,50

62,3 28,7 24,3 22,5 6,25

2,18

7 7,873 20

8 7 860 15

2,28

48,4 24,5 18,5 17,3 3,50

2,32

Уровень коррозионной стойкости предлагаемой стали несколько выше известной.

Результаты контрольных испытаний на гидроплотность опытной партии отливок корпусов, изготовленных из предлагаемой стали, показали, что испытательное давление можно повысить до 500ати без появления течи, в то время как корпуса из известной стали выдерживают испытательное давление 75-100 атм.

Заказ 3159/32 Тираж 694 Подпис ное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ные металлы при следуюшем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0,05-0, 12

Кремний 0,4-0,8

Марганец

Хром 20-22

Никель 5-6,5

Молибден 1,8-2,5

Титан 0,0 5-0,3

Алюминий 0,005-0,05

Ванадий 0,0 1-0, 15

Кальций 0,005-0,08

Формула изобретения Магний 0,005-0,05

Отапь, содержашая углерод, кремний, Редкоземельные марганец, хром, никель, молибден и же45 металлы 0,0 1-0,1 лезо, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что Железо Остальное с целью повышения плотности отливок, Источники информации, литейных и механических свойств, она принятые во внимание при экспертизе дополнительно содержит алюминий, титан, 1. Сталь 10Х21Н6М2Л, ОСТ 2607ванадий, кальций, магний и редкоземель- 40272

Составитель Л. Суязова

Редактор Е. Хорина Техред М. Петко Корректор И. Муска