Литейная мартенситная сталь

 

(72) Авторы изобретения

С. Н. Примеров, С. Н. Бобраков, В. В. Тусаев, В. И. 1.-усев, В. Г. Горенко, А. А. Шейко и В. А; Чеботарев с

1 о .1

t

1 1 ч (71) Заявитель (54) ЛИТЕЙНАЯ МАРТЕНСИТНАЯ .СТАЛЬ

Изобретение относится к металлургии, и частности к мартенситным нержавеющим сталям для фасонных отливок с высоким уровг нем литейных, механических и эксплуатационных свойств.

Наиболее близкой к предлагаемой является литейная мартенситная сталь 09Х16Н4БЛ (1), содержащая вес.%:

Углерод 0,05 — 0,13

Кремний 0,20 — 0,60

Марганец 0,30 — 0,60 а

Хром 15,0 — 17,0

Никель 3,50 — 4,50

Ниобий 0,05 — 0,20

Медь Не более ОРЗ

Сера Не более 0,025

Фосфор Не более 0,03

Железо Остальное

Недостатками известной стали являются относительно низкие литейные и механические свойства, Цель изобретения — повьппение комплекса литейных и. механических свойств.

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

Углерод 0,05 — 0,13

Кремний 0,20 — 0,60

Марганец 0,30 — 0,60

Хром 15,0 — 17,0

Никель 3,50 — 4,50

Ниобий 0,05 — 0,20

Медь 0,10-0,30

Алюминий 0,01-,-0,05

Титан 0,01-0,08

Кальций 0 005 — 0 05

Редкоземельные металлы 0 005 — 0,08

Железо Остальное

Дополнительное введение в состав стали алюминия, титана, кальция и Р3М объясняется их исключительно комплексным благо908924

Табл кца 1

Извес пик

0,36, 16,5 3,7

Предла имая

0,54 15,0 4,3

0,17 0,21

0,!2 0,52.003 0.03 0,03

0,07 О,!0 0,02

ОЯ5 0,31

0,60 15,7 4,5 0,09 0,14 0.04

0,05 0,01 ОЯ2

0,04 ОЯ5 0,0!

0,05 0,21 0,05

0,12 O,ЗО О О!

0,49 16,2 4,10

0,34 17,0 3,8

0,30 16,5 35

010 028

0,12 0,44.

0,13 0,60

0,1! 0,54

ОЯВ 052

0,68 0,05 ОЯВ

0,32 16,8 4,3 6,06 0,24 0.004 0,09 0,06 0,09

0,38 15,3 39

3 приятным влиянием на ее литейные и механические свойства. Являясь сильными рас- „ кислителями и модификаторами, зги элементы улучшают жидкотекучесть и трещиноустойчивость отливок, очищают границы зерен от вредных примесей, обеспечивают глобулярную форму неметаллическим включениям, Причем, общее содержание включений и серы в стали снижается почти в 2 раза. . Эти факторы, в итоге, способствуют повышению литейных свойств, а особенно пластичности и ударной вязкости стали. Одновременно алюминий и титан нейтрализуют вредное влияние свободного азота на свойства стали, связывая его в тугоплавкие нитриды.

Для определения оптимального состава стали проводят опытные плавки и исследуют ее литейные и механические свойства в зависимости от различного содержания компонентов. Сталь выплавляют в 160 кг индукционной печи методом переплава. При фракционной разливке сталь модифицируют. добавками 0,1-0,5% лигатуры, содержащей кальций, Р3М, ниобий, алюминий, титан и никель. !

Химические составы опытных сталей приведены в табл. 1 в табл. 2 — литейные и механические свойства сталей.

Йз приведенных результатов следует, что сталь составов N 2 — 6 превосходит известную сталь по всему комплексу исследуемь!х свойств.

Опытная сталь составов N 7 и 8 не имеет преимущества перед известной сталью.

Это позволяет заключить, что предлагаемая сталь N 2 — 6 имеет оптимальный состав и рекомендуется для промышленного применения в авиационной, химической и других отраслях промышленности при изготовлении деталей с повышенной прочностью, пластичностью и ударной вязкостью.

Технология выплавки предлагаемой стали не отличается от известной стали

09Х16Н4БЛ. Некоторое отличие заключается в модифицировании стали бескремнистой комплексной лигатурой, содержащей в своем составе кальций, РЗМ, алюминий, титан, ниобий и никель. Модифицирование осуществляют при выпуске стали из плавильного агрегата в разливочный ковш, что не требует дополнительных устройств.

6,20 0,18 0,005 0,005 ОЯ! 0,02

0,09 0,25 0,06 0,004 0,009 0,009

908924

Таблица 2

Литейные свойства

Опытная сталь

Механические свойства г"о,а 4

/„, мг %

4и, кгм/смг

6 в! кг/ммг

Известная

5,3

13,6

3,7.

172

Предлагаемая

10,4

23,4

105

2,6

224

9,7

22,7

103

232

2,7 21,5

9,5

104

2,5

238

8,8

19,6

104

2,5

8,5

18,2

102 о

2,8

215

4,8

11, 7

3,9

165

6,2

15,4

8l !

3,2

178

0,005 —.0,08

Остальное

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. ГОСТ 2176 — 77. Сталь 09Х16Н4БЛ.

Составитель Л. Суязова

Техред М.Рейвес

Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Ковалева

Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 764/34

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

Жидкотеку- Площадь тречесть, мм щин, ммг

Формула изобретения

Литейная мартенситная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, ниобий, медь и железо, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения комплекса литейных и механических свойств, она дополнительно содержит алюминий, титан, кальций и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0,05 — 0,13

Кремний 0,20 — 0,60

Марганец 0,30 — 0,60

Хром

Никель

Ниобий

Медь

Алюминий

Титан

Кальций

Редкоземельные металлы

Железо

15,0 — 17,0

3,50 — 4,50

0 05 — 0,20

0,10 — 0,30

0,01 — 0,05

0,01 — 0,08

0,005 — 0,05