Сталь

 

ОП Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

„„783358 к АИтОУскОмУ сби ВтелйтВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.03 78 (2)) 2592347/22-02 с присоединением заявки Ио— (23) Приоритет(51)М. Кл.

С 22 С 38/50

Государственный «омнтет

СССР по делам йзобретеннй н откр ытнй

Опубликовано 301180. Бюллетень М44 (53) УДК 669.14.

018.52.821-194(088.8) Дата опублиновамия описания 03- 12 ° 80

С. Н. Примеров, В. Н. Зоц, Ф. М. Перепелица, В. В. Вихляев, A. П, Савченко, F. A. Алфинцев, С. Н. Робраков и В. Д. Краля (72} Авторы изобретения институт проблем литья AH украийской ссР и киевское производственное объндийение арматуростроения ."Киевпрома >матура" (7Ц Заявители 1

$64) СТАЛЬ

Изобретение относится к областя металлургии стали, в частности к лн:тЕйНЫМ СтаЛяМ, ОбЕСПЕЧИВаЮщНМ ВЫсб" кую гидроплотность изготовленных йэ нее отливок и обладающим высокйми корроэионной стойкостью, лнтейнымй и механическими свойствами.

Известна сталь, содержащая,see.%:

Углерод . Да 0,07

Кремний До 0,86

Марганец До 0,80

Хром . 19-21

Никель -24-26

Молибден 2„3-3,0

Титан 0,4-0,7

Медь 1,8-2,2

Железо Остальное 1).

Данная сталь является наиболее близкой к изобретению по техниЧеской сущности и достигаемому результату.

Недостатки известной стали - низкие корроэионная стойкость, литейные и механические свойства, гидроплотность отливок.

Целью изобретения являются пбвышение коррозионной стойкости, литейных и механических свойств, гидроплотности отливок.

Для достижения цели предлагаемая сталь дополнительно содержит алюми2 ,ний, кальций, магний и редкоэемельййе металлы при следующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод 0,02-0,07

Кремний 0,4-0,8

Мар га нец 0,4-0,8

Хром 19-21

Никель 24-26

Молибден 2,3-3,0

Титан 0,4-0,7

Медь 1,8-2,2

Алюминий 0,01-0,05

Кальций 0,005-0,08

Магний 0,001-0,05

15 Редкоземельные металлы 0,01-0,1

Железо Остальное

Целесообразность введения в состав стали алюминия связана с его

20 положительным влиянием на ее технологические и механические свойства.

Алюминий, связывая свободный азот, образует нитриды, которые оказывают на сталь модирицирующее действие, яв25 ляясь регулятором аустенитного зерна. При этом заметно повышаются прочностные свойства стали. Кроме того, при условии содержания алюминия в стали легкоплавкие неметаллические

30 включения, осаждаясь на тугоплавких

783358 менно обеспечивается глубокое рафинирование и дегазация стали, сопровождающиеся очищением границ зерен,а также равномерное перераспределение сложных карбидов. В итоге существенно повышаются литейные и пластические свойства стали, особенно ударная вязкость.

Совместное введение кальция, магния и РЗМ сопровождается измельчением аустенитной структуры и более равномерным распределечием сигма-фазы в межосных участках и по границам зерен. При этом общее количество сигма-фазы снижается.

Металл выплавляли в 150 кг индук35 ционной печи. Химические составы опытных сталей приведены в т-"..бл.1 (сталь Р 1 — известная; сталь 9 2-8предлагаемая).

Таблица 1

Химический состав, вес.Ъ

Сталь, никель маргане медь алюминий угле- кремрод ний молибден ром титан

РЗМ железо кальций магний

0,5 2,1

Остальное

2 0,03

0,5 1,8 0,02 0,03 0,02 0,05 То же

0,4 2,0

0,6 2,2

0,03 0,01

0,001 0,10

0,01 0,02

0,7 1,9 0,05 0,08

0,5 1,9 0,04 0,009 0,008 0,08

0,4 1,8 0,06 0,004

0,06 0 11

0,6 2,1 0,009 0,09 Следы 0,009-"При исследованиях литейных свойств 4> стали определяли ее жидкотекучесть и линейную усадку, как наиболее важные свойства, во многом определяющие качество отливок. Жидкотекучесть при постоянной температуре перегрева рас- 50 плава изучали на спиральной пробе в .сухой форме иэ жидкостекольной смеси.

Линейную усадку стали фиксировали на приборе Большакова. Механические свойства стали исследовали путем испытания на растяжение и ударную вязкость общепринятых стандартных образцов, изготовленных из заготовок, полученных по выплавляемым моделям, Термическая обработка образцов включала закалку в воде от 1200 С. о

Одновременно с исследованием литейных и механических свойств стали определяли гидроплотность изготовленных из нее отливок арматуры. Испытания на плотность производили водой при различном давлении. Признаком брака является появление в отливке течи и потения при определенной величине испытательного давления.

Результаты гидравлических испытаний, литейных и механических свойств приведены в табл. 2 (сталь Р 1 -известная; сталь .Р 2-8 - предлагаемая). включениях глинозема, образуют более благоприятные глобулярные включения, легко удаляемые из стали. Одновременно очищаются границы зерен от вредных примесей, а структура становится более однородной и гомогенной, что в итоге способствует повышению . мехайических свойств стали.

Дополнительное введение в состав стали кальция, магния и РЗМ способст-. вует дйспергкрованию нитридных включений и более равномерному их распределению в объеме металла. Но более важным является их исключительно благоприятное влияние на структуру стали, форму, количество и характер распределения неметаллических включений. Общее содержание включений после введения в сталь этих элементов снижается почти в два раза, одновре1 Ою05 0,6 0,5 19,5 24,7 2,6

0,5 0,4 21,0 24 2,7

3 0,07 0,4 0,6 19,7 24 3,0

4 0,05 0,5 19,0 25 2,5

5 0,02 0,8 0,7 20,5 26 2,3

6 0,04 0,7 0,8 19,2 25 2,4

7 0,04 0,5 0,6 20,7 .25 2,8

8 0,05 0,6 0,5 19,4 26 2,9

0,03 0,005 0,05 0,02

783358

Таблица 2

2,62

44,5

25,7 24,6

32,8

16,5

2,34

48,6

28,3

42,7 50,5

28,5

38,6 46,8

2,42

46,3

26,2

27,5

48,3

2,38

41,4 46,8

27,4

28,0

25,9 36,5 45,7

45,2

2,46

27,0

25,5 37,4 47,3

2,40

45,7

28,0

2,56

44,9

25,3 28;3 40,8

20,5

2,48

45,3 " 26,7

32,5 44,7

24,5

Таблица 3

О,9342

0,0332

0,0330

0,0331

0,0329

0,0232

0,0225

0,0229

0,0230

0,0227

0,0618

0,067

0,062

0,064

0,065

0,059

0,0495

0,0523

0,0498

0,0512

75 410

150 595

145 575

150 590

140 555

145 565

95 510

110 540

Гидроплотность отливок из предлагаемой стали поднялась с 75 до

150 атм при максимальной толщине стенок 20 мм. Жидкотекучесть повысилась с 410 мм до 555-590 мм,что составляет увеличение на 35-45%.Линейная усадка снизилась с 2,62 до

2,34-2,46%.

Испытания на коррозионную стойкость известной стали 5Х20Н25МЗД2ТЛ и предлагаемой стали проводили на образцах, закаленных в воде от

1100 С. В процессе испытаний определяли скорость коррозии образцов в концентрированной серной кислоте и

65%-ной азотной кислоте при температурах кипения. Объем растворов постоянный(600 мл). Продолжительность испытаний 48 ч. На каждый вариант опытной стали испытывали по три образца.

Корроэионную стойкость оценивали по потере веса образцов за весь период испытаний. Кроме испытаний на корроэионную стойкость проводили испытания на стойкость опытных сталей к межкристаллитной коррозии (МКК)по методу АМ (ГОСТ 6032-58) в течение

24 ч.Склонность к МКК оценивали как: методом загиба образцов на угол 90, так и металлографическим методом.Испытания на NKK показали, что образцы иэ всех опытных сталей составов

Р 1-6 простояли без признаков МКК в течение 24 ч.

Результаты испытаний образцов на корроэионную стойкость приведены в табл. 3 (сталь 9 1 — известная;сталь

4S

Р 2-8 — предлагаемая).

° Ф,, г

783358

Продолжение табл.. 3

6 0,0519

О, 063

0,066

0,0224

0,0231

0,0328

0 0338

0,0340

0,0615

0 067

0,0598

0,0231

Составитель Л. Суязова

Редактор Н. Корченко Техред Н.Граб Корректор E. Папп .

8 80 3 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государсгвенйого комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

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

Йз приведенных результатов следует, что по скорости коррозии и проницаемости предлагаемая сталь составов 9 2-6 йескЬлько йревосходйт из-" вестную сталь 5Х20Н25МЗД2ТЛ, что в ,комплексе с более высокими гидроплотностью, литейными и механическими свойствами позволяет рекомендовать ее для яимического машиностроения йри изготовлении отливок арматуры, стойкйх в серной кислоте и других аг рессивных средах.

Формула изобретения

Ст, содержащая углерод, крем ний, марганец, хром, никель, молибден, титай, медь и железо, о "т "л"и- ч а ю щ а я с я тем, что, с целью йовьайейия йоррозионной стойкости, литейных и механических свойств, гидроплотности отливок, ойа дополнительно содержит алюминий, кальций, магний и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, вес.%i

Углерод 0,02-0,07

Кремний 0,4-0,8

Марганец 0,4-0,8

Хром, 19-21

Никель 24-26

Молибден 2,3-3,0

Титан 0,4-0,7

Медь 1,8-2,2

30 Алюминий 0,01-0,05

Кальций 0,005-0,08

Магний 0,001-0,05

Редкоземельные металлы 0,01-0,1

35 Железо Остальное

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сталь 5Х20Н25МЗД2ТЛ. ОСТ 25-07402-72.