Сталь

 

Совоэ Соеетскнх

Соцналнстнческнх

Реслублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)952994 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 11. 03. 81:(21) 3278097/22-02 с присоединением заявки №вЂ” .(23) ПриоритетОпубликовано 2308,82. Бюллетень ¹ 31

Дата опубликования описания 2308р.2 (51)М Nn з

С 22 С 38/50

Государственный комитет

СССс ио делам изобретений и открытий (53) УДК 669.14. .018.292-194 (088.8) (72) Авторы изобретения

С.Н. Примеров, В.Г. Горенко, В.Н. Зоц, С.Н. Вобраков, В.H. Голобородов и М.М. Вер

1

Институт проблем литья АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) СТАЛЬ

Изобретение относится к области металлургии и литейного производства, в частности к сталям для отливок атомного и гидротурбинного оборудования.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является сталь (11, содержащая, вес.%:

Углерод 0,01-0,06

Кремний 0,10-0,30

Марганец 0,30-0,60

Хром 12,0-13,5

Никель 2,8-3,2

Медь 0,80-1,3

Церий 0,00 -0,15

Желеэо- Остальное

Недостатками этой стали являются крупнокристаллическая структура, невысокие жидкотекучесть, трещиноустойчивость отливок, пластичность и ударная вязкость, что снижает качество изготовленных из нее отливок.

Целью изобретения является иэмельчение структуры, повышение жидкотекучести, трещиноустойчивости, пластичности и ударной вязкости.

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

Углерод 0,01-0,06

Кремний 0,10-0,30

Марганец 0,30-0,60

Хром 12,0-13,5 ð Никель

Медь 0,80-1, 30

Редкоземельные металлы 0,005-0,08

Алюминий 0,01-0,05

Титан 0,01-0,10

Кальций. 0,005-0,05

Железо Остальное

Дополнительное введение в состав стали алюминия, титана и кальция объясняется их благоприятным влиянием на ее структуру. Все эти элементы измельчают структуру стали, что сопровождается очищением межэеренных границ и более равномерным перераспределением неметаллических включений. Последние к тому же приобретают глобулярную форму, что особенно важно для пластичности и ударной вязкости стали. Одновременно улучшаются жидкотекучесть и трещиноустойчивость отливок. Алюминий и, особенно, титан

952994

Химический состав, Ъ

Опытная

Сталь

Хром Никель Медь РЗМ Алюми- Ти- KhJIbний тан ций

Кремний

Марганец

Углерод

0,02

2,7

0,93

0,01 0 17

0,55 12,0

2,8,10

0,60

0.03 О

0 42 13,1

О, 30 13,5

0,04 О,30

3 5

0„06 0,25

0,04 0,21

0,05 0,19

2,5

0 32

0,34 13,4

2,8

Таблица2

Механические свойства

Опытная сталь

Жидко— текучесть, 6j

Трещиноустойчивость Ъ б, 2

y,гс/

Известная сталь

81 64

20 63

17,0

Предлагаемая сталь

66

30 78

24,3

29 77

22,6 связывают свободный азот в тугоплав- кие нитриды и нейтрализуют его вдериое влияние на свойства стали.

Металл выплавляли в 160 — кг индукционной печи. Прн фракционной раэлив5

Известная сталь

0,28 0,32 13,1

Описанная сталь

Опытные составы подвергались метал 5 лографическому изучению и исследования--. Иа литейные и механические свой,ства. При металлографическом исследовании определяли размер зерна. Из литейных свойств исследовали жидкотекучесть и трещиноустойчивость, как яалболеа важные, во многом определяющие ка ество отливок.

:.-1еханические испытания проводили иа общепр, ятых образцах на разрыв ке сталь модифицировали добавками ком. плексной лигатуры, содержащей кальций, РЗМ, алюминий, титан и никель. Химический состав выплавленных сталей приведен в табл. 1.

Т а блица 1

0,80 0,04 0,02 0,01 0,03

3,1 0,94 0,01 0,01 0,03 0,01

1,18 0,005 0,03 0,05 0,005

1,30 0,08 0 05 0,10 0,05

2,7 1,07 0,004 0,06 0,009 0,06

0,97 0,09 0,009 0,11 0,004 и ударную вязкость, изготовленные иэ опытных форм по выплавляемым моделям.

Результаты испытаний представлены в табл. 2. Термическая обработка опытных образцов для механических испытаний включает: нормализацию при 900 С, охлаждение на воздухе, нормализацию при 800@С, охлаждение на воздухе, отпуск при 620 С.

О б„, 2

ДН7

2 кгс/мм Я,Ъ g,В кпсм/см

952994

Продолжение табл. 2

Механические свойства

Опытная сталь бг кгс/мм,% (,%

Трещиноустойчивость %

Жидкотекучесть, %

Câ.

2 кгс/мм н косм/см

27 75

26 74

17 61

14 58

21,8

83

21,3 бб

35

18,4

80

16,5

76

0,01-0,06

0,10-0,30

0,30-0,60

12.0-13,5

2,5-3,5

0,80-1,30

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Медь

Редкоземельные металлы

Алюминий

Титан

Кальций

Железо

0,005-0,08

0,01-0,05

0,01-0,10

0,005-0,05

Остальное .

Составитель Л. Суяэова

Редактор Г. Волкова Техред A.A÷

Корректор В. Бутяга

Заказ 6219/44 Тираж 660

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Из табл . 2 можно з аключит ь, что предлагаемая сталь составов 2-5 заметно превосходит известную сталь состава 1 по всему комплексу исследуемых свойств ° Так жидкотекучесть и трещиноустойчивость повышается на

15-40%. При практически постоянных прочностных характеристиках, отно сительные удлинения, сужение и ударная вязкость повышается соответст- 30 венно с 20 до 26-30%, с 63 до

74-78% и с 17,0 до 21,3-24,3 кгсм/см, что составляет улучшение на 30-50%, 17-20% и 25-40%. При этом размер балла зерна стали увеличивается с 7-ro 35 до 10-го.

Более высокий уровень свойств предлагаемой стали позволяет рекомендовать ее для широкого применения в атомном и гидротурбинном 40 оборудовании вместо известной стали.

Весьма важным является то, что технология выплавки стали не отличается от существующей. . Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, крем- 45 ний, марганец, хром, никель, медь, редкоземельные металлы.и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения жидкотекучести, трещиноустойчивости, пластичности и ударной вязкости, она дополнительно содержит алюминий, титан, кальций при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Источники информации ,принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ССР

Р 667б08, кл. С 22 С 38/42, 1979.