Нержавеющая аустенитная сталь

 

ургическии комбинат нм. М. И, Калинина н Московско производственное объединение "Автозил" им. И. А. Лихачева (54) НЕРЖАВЕЮЩАЯ АУСТЕНИТНАЯ СТАЛЬ

Изобретение относится к металлургии сталей„ используемых для изготовления высокопрочных, коррозионно- и теплостойких пружинных материалов.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является нержавеющая аустенитная сталь (1) состава, вес.%:

Углерод 0,10 — 0,20

Хром 18,0 — 32 0

Никель 9,0 — 12,0

Марганец 2,50 — 4,5

Кремний 2,} — 3,0

Молибден 1,0 — 4,0

Медь 0,2-0,5

Железо Остальное

Недостаток известной стали — относительно низкие прочностные свойства.

Цель изобретения — повышение прочностных свойств.

Указанная цель достигается тем, что нержавеющая аустенитная сталь, содержащая углерод, хром, никель, марганец, кремний, молибпен, железо дополнительно содержит ванадий и капьцнй при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0,10-0,15

Хром l6,0 — 19,0

Никель 7,0 — 9,0

Марганец 1,5 — 3,0

Кремний 1,0-2,5

Молибден 1,0 — 1,5

Ванадий 0,5-0,9

Кальций 0,001 — 0 05

Железо Остальное

Изготовлены три плавки предлагаемой и одна главка известной сталей.

Химический состав выплавленных сталей представлен в табл. 1.

Выплавку сталей проводят в 60 — килограммовой индукционной печи. После гомогеннзационного отжига при 1150 C в течение 8 ч

20 слитки куют на заготовку квадратного сечения

47х47 мм и прокатывают в катанку диаметром

80 мм. Изсполученной катанки методом. холодного волочения и промежуточных отжигов изтотавливают проволоку диаметром 5,? и

Таблица 1

Содержание элементов, вес.%

Плавка

С Mn $ Cr Ni Мо V Ca Cu Fe

Предлагаемая

0,10 3,0 1,0 16,0 9,0 1,0

0,50 0,05

0,70 0,009 — Остальное

0,12 1,95 1,79 16,6 8,03 1,15

0,15 1,50 2,50 19,0 7,0 1,50

0,90 0,001

Известная

0,12 3,10 2,14 17 8 10,1 2,10 — — 0,30

П р и м е ч а н и е. Содержание фосфора и серы во всех плавках менее 0,02%.

Таблица 2

Предел прочносTHô . кг/мм

Деформация (85%) 224 226 5 — 6

4 — 5

Деформация+ старение, 242-245 4-5

4 — 5

3 939587

2,5 мм, подвергая ее затем термомеханической обработке по следующему режиму: закалка от

1080 С, холодная пластическая деформация волочением до диаметру соответственно

2,0 мм (обжатие — 85%) и 1,66 мм (обжатие—

55%). В дальнейшем проволоку диаметром

1,66 мм прокатывают в ленту сечением 0,42х

l3,55 мм. Деформированную проволоку подвер гают заключительному старению при 450, 500 и 600 С, а ленту — при 500 С, выдержка—

1 ч.

Механические испытания проволоки на растя-. жение проводят на разрывной машине "МР— 05".

Число знакопеременных гибов и число скручиваний определяют по стандартным методикам.

Оценку относительной 6елаксационной стойкости проводят на ленточных образцах при температуре испытаний 400 C в течение 20 ч.

Начальное напряжение — 120 кг/мм .

Измерения стационарного потенциала выполняют на потенциостате П-5827М в 3,5%-пом водном растворе хлорида натрия при 22 С и давлении 1 атм-.

В табл. 2 приведены сравнительные данные механических свойств проволоки. Следует отметить, что проволока всех трех плавок

4 предлагаемой стали имеет близкие значения механических характеристик> поэтому в качестве примера представлены результаты испытаний проволоки, полученной из стали плавки 2.

Из данных, представленных в табл. 3, видно, что значения относительной релаксационной стойкости при 400 С предлагаемой и известной сталей близки. Так, после 20-часовых испытаний величина g /6 О соответственно составляет 86,8 и 86,9%, где 6г — текущее (релаксационное) напряжение; 6 0 — начальное напряжение (120 кг/мм ) .

Измерение стаццартного электрохнмического потенциала показывает, что предлагаемая сталь имеет более высокна значения по сравнению с известной (+0,220 в и + 0,190 в соответственно) а следовательно, и более высокую корроэионную стойкость.

Таким образом, использование предлагаемой стали в качестве высокопрочного нержавеющего пружинного материала взамей известного сплава позволит получить значительно более высокие характеристики прочности, коррозионной стойкости при равной пластичности, вязкости и релаксационной стойкости.

939587

Продолжение табл. 2.

Ь 1

Предлагаемая (плавка 2) 450 С, 1 ч

Деформация+ старение, 600 С, 1 ч

250-253 5-5

4 — 5

Деформация+ старение, 500 С, 1 ч

182-183 4-5

Известная

13Х18Н10

ГЗС2М2

Деформация (85%) 184 187 5 6

4-5

208 — 210 4 — 5

4 — 5

210-213 4-5

Деформация+ старение

600 С, 1 ч

173-175 4-5

Таблицй 3

Время испытания, ч

Режим обработки

10 20

88,8

86,8

87,6

Деформация 55% старение 500 С

1ч

Предлагаемая (плавка 2) 86,9

878

88,9

Деформация 55% старение 500 С, 1 ч

Известная

0,10-0,15

16,0 — 19,0

ВНИИЛИ Заказ 4604/42 Тираж 660 Подписное

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

Деформация+ . старение

450С,1

Деформация + старение

500С,1 ч

Формула изобретения

Нержавеющая аустенитная сталь, содержащая углерод, хром, никель, марганец, кремнии, 45 молибден, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочноспптх,, свойств, она дополнительно содержит ванадий и кальций при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод

Хром

Никель 7,0 -9,0

Марганец 1,5 — 3,0

Кремний 10 — 2,5

Молибден 1,0-1,5.

Ванадий, . 0,50-0,9

Кальций 0,001 -0,05 .. Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.) Авторское свидетельство СССР М 730866, кл. С 22 С 38/58, 07.07.77.