Сталь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнх

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт; свнд-ву(22) Заявлено 24,0979 (21) 2820080/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 07.0681.Бюллетень И9 21

Дата опубликования описания 0706 81 (511М. К,,з

С 22 С 38/14

Государственный комитет

ССС P по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.14. .018.256-194 (088.8) Львов, A.ß. Малолетнев, Н.И. Модов, Угарова, И.M. Мураховский, В.М. Хапр нкор.„

Зингель, N.Ä. Перкас, P.Д, Зайцева, Кондауров, В.Д. Дашевский, В.М. Кунг фов и Н.И. Михайленко 1 j „.. з.л. (72) Авторы изобретения

Ю.Б.

H A.

Г.Л.

И.М.

I

I с

1 ( (71) Заявитель (54) СТАЛЬ!

О Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам высокопрочных сталей специального назначения.

Известна высокопрочная никелевая сталь, имеющая следующий состав, Ъ:

Углерод 0(300,43

Никель 10, 0-14, О

Молибден 1i0-1,6

Ванадий 0,5-1,0

Кремний Не более 0,25

Марганец Не более 0,30

Железо Остальное 111.

Известна также сталь, имеющая химический состав, Ъ:

Углерод 0,28-0,35

Никель 10,0-14,0

Кремний 0 15-0,35

Марганец Не более 0,40

Железо Остальное Г2)., Недостатком указанной стали является низкие пластичность и ударная вязкость, вследствие чего. детали автоматики, изготовленные из нее, имеют пониженную стойкость °

Целью изобретения является повышение пластичности., ударной вязкости и сопротивляемости ударно-циклическим нагрузкам при сохранении высокой прочности.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая сталь дополнительно содержит один карбидообразующий элемент, выбранный из группы, содержащей вольфрам, ванадий, цирконий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод - 0,36-0,45

Никель 13, 0-15, О

Кремний 0,15-0,40

Марганец 0,25-0,60

Один карбидообразующий элемент, выбранный из группы, содержащей вольфрам, ванадий, цирконий,,0,03-0,15

Железо Остальное

Сталь может содержать примеси, вес.Ъ1

Фосфор до 0,015

Сера до 0,015

Хром до 0,3

Медь до 0,3

Введение сильных карбидообразуЮщих элементов в среднеуглеродистую никелевую сталь обеспечивает образование в расплаве устойчивых карбидов с температурой плавления значительно выше температуры жидкого металла.

Применение карбидообразующих элементов со свободной энергией образования менее 45 кдж/моль не позволяет

836189 ными сталями до 13-15Ъ. При содержании никеля менее 13Ъ значительно увеличивается количество мартенсита и происходит снижение пластичности.

При увеличении никеля более 15Ъ происходит стабилизация аустенита и падает прочность. ,Предлагаемая сталь прошла полупромышленные испытания.

Выплавку стали заявляемого состава, а также известной стали производили в открытой индукционной печи с магнезитовым тиглем. В процессе плавки в расплав вводили различные карбидообразующие элементы в разном количестве. Сталь разливали в слитки массой 50 кг, которые ковали на прутки сечением квадрат 70 мм. Результаты испытаний механических и служебных свойств показаны в таблице. получить устойчивых карбидов при температуре жидкого металла.

Применение карбидообразующих элементов со свободной,энергиеи образования карбидов более 200 кдж/моль экономически нецелесообразно. 5

Образующиеся в жидком металле ,карбиды уменьшают величину зерна и способствуют возрастанию пластичности и ударной вязкости. При содержании карбидообразующих элементов в còà-10 ли менее 0,03:.- эффект измельчения зерна отсутствует, что приводит к понижению ударной вязкости, а при содержании их более 0,15Ъ образуются грубые строчки карбидов, вследствие чего понижается пластичность.

Дополнительно, с целью сохранения высокой прочности, содержание никеля увеличили по сравнению с известТип стали

Долговечность. деталей, циклов

С Ni Si Mn 4(Ч Zr

Предлагаемая

"COH14"

0,45 13,0 0,32 0,35 0,03 нет нет

202,5

207,1

201,9

205,4

203,4

208,0

207,4

18,1

17,4

8,8

2673

9,1

17,9

9,4

2701

20,0

9,9

10,7

10,8

3482

0,39 14,5 0,40 0,25

0,36 13,0 0,28 0,45

0,44 14,1 0,30 0,50

0,40 13,0 0,40 0,60

0,36 15,0 0,15 0,25

0,33 12,8 0,32 0,38

0,08

18,9

20,8

3798

0 15

3630

0,03 нет

18,2 9,8

3699

0,08 203,6

0,15 204,0

19,4

10,9

11,1

3956

20,5

Известная нет 203,3 145,5

9,1 6,2

2351 гия образования карбидов вольфрама ванадия — 115,0 кдж/моль, циркония ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения пластичности, ударной вязкости и сопротивляемости ударноциклическим нагрузкам при сохранении высокой прочности, она дополнительно содержит карбидообразующий элемент, выбранный из группы, содержащей вольфрам, ванадий, цирконий при следующем соотношении компонентов, вес;Ъ:

Углерод 0,36-0,45

60 Никель 13 0-15 0

Кремний 0 15-0,40

Марганец 0,25-0,60

Карбидообразующий эле65 мент выбранt

Формчла изобретения

Хим. содержание, вес.Ъ

0,41 13,9 0,40 0,25 0,10

0,36 15,0 0,15 0,60 0,15

0,45 15,0 0.,15 0,60 нет 0,03

ll р и м е ч а н и е: свободная энер

49,1 кдж/моль, 197,5 кдж/моль

Применение указанной стали для деталей, работающих в условиях интенсивного ударно-циклического нагружения, позволило увеличить долговечность деталей до 4000 циклов при циклическик напряжениях

0 = 260 кгс/мм . макс

Ожидаемый экономический эффект от повышения долговечности деталей из заявляемой стали составит 1 млн.

200 тыс. руб.в год.

Сталь, содержащая углерод, никель, кремний, марганец и железо, о т и иМеханические свойства

6 е < од кгс/мм кгс/мм Ъ кгс ° м/см

148,0

146,7

149,1

150,0

148,5

147,0

151,0

149,9

150,5

836189

Составитель Л. Сулязова

Редактор О. Иванова Техред С. Мигунова Корректор Г. Решетник

Заказ 2842/15 . Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ 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 ный и э гp 1111è р содержацеи вольфрам, ванадий, цирконий 0,03-0,15

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 320551, кл. С 22 С 38/12, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 223362, кл. С 22 С 38/08, 1968.