Изобретение относится к металлургии стали и литейного производства, в частности к литейным низколегированным конструкционным сталям, обладаю" щим повышенными литейными и механическими свойствами, особенно ударной вязкостью при отрицательных температурах.

Известна сталь, содержащая, вес.%:

Углерод 0,16-0,26

Кремний 1,6 "2,5

Марганец 0,9 -1,5

Хром 0,6 -1,4

Титан 0,02-0,08

Алюминий 0,005-0,05

Железо Остальное (1) .

В виде примесей сталь может содержать серу (0,005-0,045%) и фосфор (0,005-0,04%) °

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому зффекту является литейная сталь, содержащая, вес.%:

Углерод 0,15-0,25

Кремний 0,20"0 40

Марганец 0,50-0,8

Хром . 0,80-1,10

Примеси:

Никель до 0,3

Медь до 0,3

Сера до 0,06

Фосфор до 0,06

Железо Остальное (2(.

Эта сталь широко применяется в химнческом машиностроении при изготовлении отливок арматуры, к которым предъявляются повышенные требования по гидроплотности.

Однако зта сталь имеет относитель 0 но низкие литейные и механические свойства, что снижает качество изготовленных из нее отливок. Механические свойства стали после нормализации при 900 С и отпуска при 600 С

15 следующие:

Предел прочности, кг/мм2 45

Предел текучести, кг/мм 2

20 Относительное удлинение, % 18

Относительное сужение, %

Ударная вязкость

25 при 20оС 5 при -50оC 2

Известная сталь имеет относительно низкий уровень механических свойств, особенно пластичность и

30 .ударную вязкость при отрицательных

819209

0,80-1,10

0,005-0,05

0,005-0,08

0,05-0,15

0,005-0,08

0,005-0,05

0,15-0,25

0,20-0,40

0,50-0,80

Химический состав, %

Известная сталь

0,87

0,19 0,38 0,56

Предлагаемая сталь

Ок18 Ок40 Ою72 Ог84 Ок02 Ою08 Ою10 Ою04 0i005 Ок02 Ог02

0,25 0,38 0,80 0,93 0,03 0,005 0,15 О, 005 0,02 0,005 0,03

0г22 Ок20 ОР50 Ос80 Oс05 Oк02 Oг05 Ою02 Ою03 Ою04 Ою06

0,15 0,34 0,46 0,95 0,007 0,01 О, 09 0,08 0,05 0,05 0,1

0,20 0,22 0,55 1,1 0,005 0,009 0,06 0,007 0,01 0,008 0,01

Таблица 2

Сталь

99 пп

Механические свойства

Повышение литейных свойств бв к г/мм кг/мм трещиноустойчивость в % жидкотекучесть

Ударна вязкость, С кгс см при С

+20 -20 -50 -70

Известная сталь

3,2 2

25,4 18,2 32,5

45,7

9,3 5,0

Предлагаемая сталь

40 30 52,4 33,6 34,5 53,5

12,5 11 5

12 0 10„8

9,5 6,.7

9 3 . 7 2

35 25 51,7 33,8 33,2 31,7 температурах. Кроме того, эта сталь характеризуется относительно невысокими литейными свойствами, что снижает гидроплотность изготовленных из нее корпусных отливок арматуры. р

Цель изобретения - повышение гидплотности отливок, литейных и механических свойств °

Поставленная цель достигается тем, что литейная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром и железо, дополнительно содержит алюминий, титан, ванадий, кальций, барий, магний и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод

Кремний

Марганец .

Все опытные составы стали подвергались испытаниям на линейные и механические свойства. Иэ литейных свойств исследовали жидкотекучесть и трещиноустойчивость отливок, как наиболее важные свойства, во многом определяющие качество отливок.

Хром

Алюминий

Титан

Ванадий

Кальций

Барий

Магний

Реэкоземельные металлы 0,01-0,10

Х(елеэо Остальное.

Металл выплавляли в 160-ти килограммовой индукционной печи ИСТО 16.

В процессе фракционной разливки расплаза обрабатывали добавками 0,10,5 вес.% модификатора, содержащего алюминий, титан, ванадий, кальций, магний, барий и РЗМ. Химические составы выплавленных опытных сталей приведены в табл. 1. т а б л и ц а 1

Результаты испытаний, подтвержденные актом испытаний, представлены в свободной табл. 2. Термическая обработка стандартных образцов на рас45 тяжение и ударную вязкость состояла в нормализации при 9000С и отпуске при 6000С.

819209

Продолжение табл. 2

Повышение литейных свойств

Механические свойства

Сталь трещиноустойчив %

Ударная вязкость, оС кгс/см при о 6 2 кг/мм бт ° 2 кг/мм

ММ пп жидкотекучесть

+20 20 50 70о

35 50 6 34 5 31 6 50 6 12 8 10 6 8 8 6 5

26 51,3 32,7 30;8 52,8 12,5 11,3 9,0 6,3

28 51,2 31,5 32,7 52,4 12,3 10,3 9, 6,0

Формула изобретения

Составитель С. Деркачева

Редакто С. Титова Техред М.Лоя Корректор Г. Решетник

Заказ 1199/1 Тираж 68 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб., 4 5

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

Как видно из приведенных результа- 15 тов, предлагаемая сталь значительно превосходит известную сталь по всему комплексу исследуемых свойств. Так, жидкотекучесть и трещиноустойчивость превышает свои показатели на 35-50% и

25-35%. Предел прочности повышается незначительно, т.е. с 45,7 до

52,4 кг/cM2, предел текучести вЂ” с

25,4 до 34,5 кг/мм

Особенно существенно увеличиваются показатели пластичности (удлинение 2> с 18,2 до 34,5%, сужение вЂ” с 32,6 до

53,5%) и ударной вязкости во всем диапазоне исследуемых температур испытаний от +20оC до -70 С. о

Испытания опытной партии отливок 30 корпусов, изготовленных иэ предлагаемой стали, на гидроплотность, показали, что максимальное давление воды ,беэ появления течи составляет 150176 атм по сравнению с известной 35 сталью, рассчитанной на максимальное давление 50 атм, при одинаковой тол. щине стенок.

Таким образом, предлагаемая литейная сталь может найти широкое 40 применение в химическом тяжелом машиностроении для отливок арматуры, а также в других отраслях промышленности как ниэколегированная конструкционная сталй с повышенным уровнем литейных и механических свойств..

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемой стали в значительной степени зависит от серийности и массовости производства отливок и может составить около 50

4,0 тыс..руб. в год за счет снижения брака по литейным дефектам иэ 15-20%, увеличения выхода годного литья на

10-20% и повышения качества и надежности отливок арматуры.

Литейная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром и железо, î Z л и ч а ю щ а я с я тем, что,, с целью повышения гидроплотности отливок, литейных и механических свойств, она дополнительно содержит алюминий, титан, ванадий, кальций, барий, магний, н редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод . 0,15-0,25

Кремний 0,20-0,40

Марганец 0,50-0,80

Хром 0,8 -1,10

Алюминий 0,005-0,.05

Титан 0,005-0,08

Ванадий 0,05-0,15

Кальций . 0,005-0,08

Барий 0 005-0 05

Магний 0,005-0,05

Редкоземельные металлы 0,01-0,10

Железо Остальное.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 503932, кл. С 22 С 38/00, 1974.

2. Сталь марки 20ХЛ, ОСТ 26-07-402-72 (прототип).

Штамповая сталь // 810848

Сталь // 773132

Сталь // 773131

Ферритная сталь // 768848

Сталь // 765392

Сплав на основе железа // 749927

Сталь // 722986

Сталь // 722985

Сталь // 712453

Инструментальная сталь // 2100472

Изобретение относится к области металлургии, в частности к инструментальной стали и может быть использовано для изготовления металлообрабатывающих инструментов

Инструментальная сталь // 2103409

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к инструментальной стали и может быть использовано для изготовления металлообрабатывающих инструментов

Износостойкая ферромагнитная сталь // 2104323

Изобретение относится к металлургии, а именно к составу износостойкой ферромагнитной стали, используемой для изготовления деталей машин, например, в горном машиностроении

Сталь // 2122045

Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам черных металлов, и предназначено для использования при изготовлении магистральных труб для перекачки нефтепродуктов в условиях северных широт

Сплав на основе железа и изделие, выполненное из него // 2128240

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сплавов высокого электросопротивления системы железо-хром-алюминий и к изделиям, выполненным из него, и может быть использовано для электронагревательных печей, бытовых приборов и аппаратов теплового действия

Быстрорежущая сталь // 2164961

Изобретение относится к металлургии, а именно к быстрорежущим сталям, и может найти применение при изготовлении металлорежущего инструмента, используемого для механической обработки труднообрабатываемых материалов и штампов горячего деформирования, работающих в тяжелых условиях

Сплав для износостойкой наплавки // 2171165

Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам для износостойкой наплавки, и может найти применение в различных отраслях машиностроения при изготовлении деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного износа, например зубьев ковшей экскаваторов, бил молотковых дробилок и других

Рельсовая сталь // 2194791

Изобретение относится к металлургии, а именно к разработке рельсовой стали для скоростных участков железнодорожных путей, эксплуатируемых при температуре до минус 60oС

Высокопрочная сталь // 2219277

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталям, применяемым для длинномерного инструмента, используемого при горячей прокатке

Способ непрерывной отливки ленты из ферритной нержавеющей стали // 2242325

Изобретение относится к области металлургии