Сталь
885334 ний, титан, бор и железо, дополнительно содержит иттрий, при следующем со- отношении компонентов, вес. :
Углерод 0,05-0,14
Кремний 0 3 1,0
Марганец 1,0-2,0
Хром 17,0-20,0
Никель 8,0-11,0
Кальций 0,005-0,05
Магний 0 005 0 05
Алюминий 0,01-0,05
Титан 0,01-0,6
Бор 0,0005-0,007
Иттрий 0,005-0,03
Редкоземельные металлы О, 005-0,08
Железо Остальное
В качестве редкоземельных металлов сталь содержит церий, празеодим и гадолиний в равном соотношении.
Дополнительное введение в состав стали иттрия связано с его исключительно благоприятным влиянием на коррозионную стойкость стали. Механизм увеличения коррозионной стойкости стали при введении иттрия связан с повышением термодинамической стабильности структуры в агрессивных средах за счет снижения общего содержания неметаллических включений и кислорода, повышения гомогенности и плотности структуры. Оптимальное содержание иттрия в предлагаемой стали определяется пределом 0,0050,03 вес.l. Меньшее его содержание не обеспечивает снижение содержания включений и кислорода и, соответственно, повышение гомогенности и плотности структуры. В результате коррозионная стойкость стали повышается.
Большее содержание иттрия, свыше выбранного предела, напротив, приводит к избыточному количеству окислов и других включений, которые в этом случае находятся на границах зерен и, тем самым, резко снижают весь комплекс механических свойств и коррозионную стойкость стали.
В качестве РЗМ выбраны церий, празеодим и гадолиний в связи с тем, что именно эти элементы из группы РЗМ обладают наиболее высокой модифицирующей и рафинирующей способностью.
В результате сталь приобретает мелкозернистую структуру, свободную от крупных неметаллических включений и особенно сульфидов. 8 рассматриваемом
5 о f 5
25 зо
4о
5О
55 плане эти элементы практически не уступают друг другу и их равное соотношение обеспечивает минимальный эффект, исходя из показателей коррозионной стойкости и пластичности.
Для определения оптимального химического состава (табл. 1) предлагаемой стали исследованы ее механические и эксплуатационные свойства.
В табл. 2 приведены результаты механических и коррозионных испытаний.
Как видно, механические свойства у предлагаемой стали изменяются незначительно, в основном увеличиваются пластические характеристики, прочностные остаются на прежнем уровне.
Изменения коррозионной стойкости более существенны. Так, коррозионная стойкость стали составов 2-6 находита ся в пределах 18-20 г/м ч,а исходная сталь и сталь плавок 7 и 8 в пределах
24-25 r/è ч. Одновременно заметно сниЯ
Ьение склонности к межкристаллитной коррозии. На образцах стали плавок
2-6 трещины при загибе после кипячения появляются только после 20-22 ч, в образцах других плавок и исходной трещины появляются намного раньше (через 17-18 ч) .
Опытно-промышленные испытания деталей, отлитых из предлагаемой стали, в сильно агрессивной среде - осадительной ванне вискозного производства (HpS0q 142 г/л, Na2SOq 275 г/л, ЕпБОц
16 г/л, S 0,05 г/л, следы Н S, CS< температура 60 C) показывают увеличение корроэионной стойкости в среднем на 60-80 в сравнении с известной.
Результаты лабораторных испытаний в указанной среде приведены в табл.3.
Для опытно-промышленной проверки отлита партия деталей (фильтр-бужная стойка верхнего насоса прядильной машины). Осмотр деталей показывает отсутствие следов корроэионного разрушения на поверхности деталей.
Таким образом, предлагаемая сталь обладает повышенными коррозионными свойствами, что обеспечивает высокий с уровень эксплуатации деталей, изготовленных из этой стали. Это позволяет за счет увеличения ресурса работы деталей получить экономический эффект в среднем 50 тыс.руб. в год. В частности, как показывают испытания, ресурс работы литых деталей машин вискозного производства повышается в 2 раза.
885334
Т абли ц
Химический состав, вес. 4
) () "1 °
Плавка
) ) С Si Mn Cr 3М А1
Ti В
Известная сталь
1 0,08 0,6 1,3 18,7 8,3 0,01 0,02 0,03 0,04 0,2 0,003
Предлагаемая
2 0,1 0,7 1,0 19,3 10,4 0,01 0,05 0,005 0,04 0,06 0,0005 0,02
3 0,08 0,3 1,7 17,0 9,7 0,02 0,02 0,08 0,01 0,08 0,007 0,02
4 0,05 0,6 2,0 18,4 8,0 0,03 0,04 0,04 0,03 0,2 0,005 О,OI
5 0,14 0,8 1,4 20,0 10,6 0,005 0,09 0,01 0,02 0,6 0,001 0,005
6 0,»1,0 1,6
19,5 11,0 0,05 0,005 0,05 0,02 0,01 0,003 0,03
7 0,06 0,9 1,8 18,7 10,2 0,01 0,02 0,09 0,05 0,3 0,002 0,004
8 0,09 о,а 1,7 17,6 9,3 0,008 0,01 0,004 0,03 0,5 0,001 0,04
Таблица 2
Плав ка
Механические свойства
Скорость коррозии, г/м -ч
Время до появления мкк, ч ан кг/мм кг/мм i 4 к гм/см
Известная стал ь
24,31 58 28 63 69
18 гаемая
? 22
3 22
4 20
5 20
6 22
7 19
8 17
П
18,54
18,43
19,20
20,03
18 35
25,08
24,28 редла
59
58
57
59
58
57
29 65
30 64
28 66
27 65
28 64
27 64
24 55
71
72
71
69
39
39
38
38
885334
Таблица 3.Коррозионные характеристики ((f f l 1
Скорость коррозии, К, г/м ч
56,90 33,98 17,39 20,54 11,45 23,67 37,40 32,35
Проницаемость, П, мм/г 62,02 37,04 19,37 29,41 12,48 24,90 41,32 35,67
Формула изобретения
0,005-0,05
0,05-0,14
013 1,0
1,0-2,0
17,0-20,0
8,0-11,0
0,005-0,05
Составитель Л. Суязова
Техред М.Рейвес Корректор С. Шекмар
Редактор В. Петраш
Заказ 10454/37 Тираж 684 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 3-35 Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент",r. Ужгород, ул. Проектная, 4
1. Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, кальций, магний, редкоземельные металлы, алюминий, титан, бор и железо, о т л и ч afo щ а я. с я тем, что, с целью снижения склонности к межкристаллитной коррозии, повышения коррозионной стойкости стали, она дополнительно содержит иттрий при следующем соотношении компонентов, вес.4:
Углерод
Кремний
Марганец
Хром
Никель
Кал ьций
Магний
Редкоземельные металлы 0,005-0,08
Алюминий 0,01-0,05
Титан 0,01-0,6
Бор 0,0005-0,007
Иттрий 0,005-0,03
Железо Остальное
2. Сталь по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что. в качестве редкоземельных металлов она содержит церий, празеодим и гадолиний в равном соотношении.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1, ГОСТ 2176-77.
2. Авторское свидетельство СССР
h" 589282, кл. С 22 С 38/58, 1978.
