Н.П.Талов, E.À.Óëüÿíèí, С.A.Ãoëoâàíåíêî, Б.С.Курчман, В.И.Фалкон, П.М.Гаврилин, В.И.Дригота, И.З.Машинсон, А.П.Шлямнев, О.А.Лабунович, А.Ч.Гиндин, Б.Г.Вайнштейн, Л.И.Сенюшкин, В.В.Михеева и Л.А.Агишев (12) Авторы изобретения

Центральный ордена Трудового Красного. Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина (71) Заявитель (54) МАРТЕНСИТО-ФЕРРИТНАЯ СТАЛЬ

Изобретение относится к металлургии, и предназначено для использования в качестве жаростойкого и коррозионностойкого материала для деталей выпускных систем (глушителей, выпускных труб)двигателей внутреннего сгорания (ДВС) вЂ” автомобильных и др.

Известна ферритная сталь т1 .содержащая, вес.Ъ:

Углерод До 0,08

Азот До 0,05

Хром 11 0-14,0

Титан 0,4-0,7

Кремний 0,8-2,0

Алюминий До 1,5 15

Железо и примеси Остальное

Недостатком известной стали является низкая технологическая пластичность.

Цель изобретения вЂ” повышение технологической пластичности вЂ” на уровне относительного удлинения C ) 12Ъсварных соединений без специального подогрева перед сваркой.

Цель достигается тем, что мартенсито-ферритная. сталь, дополнительно содержит марганец и по крайней мере один элемент из ряда: цирконий, ванадий при следующем соотношении ком. понентов, вес.%: 30

Углерод 0,03-0,07

Хром 8,0-10,8

Марганец 0,3-0,8

Кремний 0,3-0,8

Алюминий -" 0,3-0,9

По крайней мере один элемент из ряда: цирконий, ванадий. 0,03-0,35

Железо Остальное

При этом соотношение суммы элементов циркония и ванадия к углероду равно

Ч 2Г/2

Е 0,03

Предлагаемая сталь может содержать примеси, вес.Ът

Никель До 0,3

Медь До 0,3

Азот До 0,03

Верхний предел по. углероду (0,07 ) с одной стороны., ограничен из условий охрупчивания стали в сварных соединениях при заданном содержании хрома

8,0-10,8Ъ и карбидообразующих элементов ряда Zr, V в пределах 0,030,35%; с другой стороны вЂ” из условий обеспечения выплавки стали обычным способом в открытых электроплавильных печах. Нижний предел углерода (0,03Ъ) вЂ” как оптимальное содержание, 773130

Предел прочности, кгс/мм

Относительное удлинение,б5, %

Твердость, Н

73, 3 55,2

14i 5 34,0

80 73

Предлагаемая сталь

0,018 0 05 0,20

0,035 0,28 0,30

0,007 0,20 0,10

0,010 0,15 0,05

0,017 0,30 0,18

0,020 3,90

0,35 вЂ” 0 5

0 35 0,6

0,020

0,008

Ог005

0,008

0,025

0,50 10,8

0,06 0 50

0,05 0,80

О,ОЗ 0,30

0,07 0,65

0,07 0,30

2,20

0,030

0,021

0,030

0,025

0,80

0,60

0 50

0i30

9,0

1,25

1,15

8,3 - 0,16 0,4

0,10 0,03 0,9

0,03 0,25 0,3

8,0

1,50

8,0

Известная сталь (т)) 0,.08 1,20 0,05 13,2 вЂ” 0,50 1,2 0,020 0,021 0,13 0,10 0,025 которое может быть получено при этих

:условиях выплавки. Оптимальное содержание элементов ряда Zr,V отвечает заданным уравнением в формуле изобретения по отношению к углероду, в котором косвенно учитывается и азот в виде коэффициента 0,03. Ванадий и цирконий связываются в мелкодисперсные карбиды и нитриды, которые, измельчая мартенсито- ферритную структуру и поддерживая определенное соотношение мартенситной и ферритной составляющих структуры заданным в формуле соотношением компонентов (1,153,9), обеспечивают получение пластичности металла сварного шва на достаточно высоком уровне (4 ) 12%, без термообработки). При отношении

1,15 появляется мартенситное охрупчивание металла сварного шва, при отношении 3,9 . вЂ” развитие "ферритной хрупкости", в том и другом случае 20 пластичность металла сварного шва понижается ниже требуемого уровня (оь> ) 21) .

Снижение содержания хрома до 8,010 8% в предлагаемой стали увеличивает растворимость в твердом растворе элементов внедрения (углерода, азота и . др.), уменьшая склонность стали к охрупчиванию при технологической обработке и сварке. .Нижний предел по хpoму (8,0%) ограничен из условий обеспечения коррозионной стойкости стали в конденсате выхлопных газов ДВС и жаростойкости при 7000С. Верхний предел по хрому (10.8%) задан как максимально 5 допустимый для получения мартенситоферритной основы стали.

Марганец в сочетании с кремнием (0,3-0,8) применяются в качестве раскислителей и модификаторов стали.

Ниже 0,3% марганец и кремний в хромистой стали как раскислители недостаточно эффективны, при 0,8% эффективность их действия наиболее оптимальна:

Алюминий в пределах 0,3-0,9% эффективно замедляет полиморфное превращение -ск при охлаждении как в перлитной, так и мартенситной областях (ниже 410 С), что способствует снятию напряжений в сварных соединениях и устранению условий образования горячих и холодных трещин. Ниже 0,3% эффективность алюминия недостаточно, выше 0,9% вЂ” сталь приобретает повышенную склонность к загрязнению неметаллическими включениями за счет вторичного окисления при разливке.

Предлагаемая сталь выплавляется в электрических плавильных печах и изготавливается методом холодной и горячей прокатки в виде листа и ленты, а также в виде сварных. труб, по обычной технологии.

Проведенные лабораторные испытания позволяют установить, что предлагаемая сталь имеет в состоянии поставки предел прочности 53,3 кгс/мм

/ предел текучести 33,8 кгс/мм, относительное удлинение (д8) 35,8%, твердость 68 Нйз,, на сварных образцах (аргоно-дуговая сварка):

Вез После отжига от кига

В табл. 1. даны химические составы предлагаемой и известной стали, которые выплавляются и прокатываются на ленту толщиной 2 мм.

Таблица 1

773130 ным швом беэ отжига после сварки пяти составов предлагаемой стали и известной.

В табл.2 приведены механические свойства основного металла после отжига и сварных образцов с продольТаблица 2

Механические свойства

Предлагаемая сталь

30,0 35,8 68 74,3

52,5

51,7

67 75 1

58 56,1

68 70,3

66 67,1

43,0

50,7

50,3

Известная сталь

28,1 35,5 68

7,3

50,3

67,7

Из данных табл.2 следует, что пластичность сварного соединения предлагаемой стали в 2-3 раза выше пластичности известной стали.

0,3-0,8

0,З-0,9

0,3-0,8

Формула изобретения

1. Мартенсито -Ферритная сталь содержащая углерод, хром, кремний, алюминий и железо, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения технологической пластичности, она 40 дополнительно содержит марганец и по крайней мере один элемент из группы цирконий, ванадий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод 0,03-0,07 45

Хром 8,0-10,8

2 ° Сталь по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что отношение суммы циркония и ванадия к углероду равно

V + Zr/2

С+00З

Источники ин ормапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CEJA 9 3455681,кл.75-126, 1969.

Составитель Л, Суязова

Редактор E. Дорошенко Техред Ж. Кастелевич Корректор М. Пожо

Заказ 7436/35 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

28,2 41,2

25i0 45сз

32,3 36,3

30,7 39,4

14,5

13i1

21 0

18,0

17,0

Кремний

Алюминий

Марганец

По крайней мере один элемент из группы цирконий, ванадий 0,03-0,35

Железо Остальное

Похожие патенты: