Сталь

 

ОП ИСАНИИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и> 956597

Союз Советских

Соцналнстнческнн

Респубики (61) Дополнительное к авт. свид-ву, (22) Заявлено 11.12.80 (21) 3239031/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

{51)M. Кл.

С 22 С .38/28

5кударотмнный коинтет

СССР но аенан нэобретеннй н открытнй

Опубликовано 07.09.82. Бкщлетеиь J% 33

Дата опубликования описания 07.09.82

{53) У@К 669-14. .018.2585-194 (088.8) ° =

E. Н. Вишнякова, С. И. Рудюк, А. А. Mac „. В. А. В мои и Э. С. Сенчнлов (72) Авторы изобретения

Украинский ордена Трудового Красного ни научноисследовательский институт металлов (71) Заявитель (54) СТАЛЬ

1,3 — 1,5

0,3-0,5

0,5 — 0,8

1,0-1,3

0,4-0,6

0,03 — 0,05

0,2-0,4

0,02 — 0,03

Остальное

Углерод

Кремний

Марганец

10 Алюминий

Молибден

Титан

Хром

Церий

1 с

Изобретение относится к металлургйи, в частности к производству стали, и может быль использовано лри изготовлении литых валков горячей прокатки.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь (1J, содержащая, вес.%:

Углерод 1,4- 1,6

Кремний 0,2-0,5

Марганец 0,7-1,0

Хром 0,7-1,0

Молибден 0,3-0;5

Ванадий 0,05 — 0,2 .Медь 0,2-0,5

Вольфрам 0,5 — 1,0

Цирконий . 0 05 — 0,3

Железо Остальное

Недостатком этой стали являются низкий уровень прочностных свойств после термообработки и высокая стоимость из-за наличия дефицитных дорогостоящих элементов.

Цель изобретения — повышение прочностных свойств и термостойкости.

Цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, железо, дополнительно содержит алюминий, церий и титан при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Сталь может содержать примеси, вес.%: сера до 0,05; фосфор до 0,04.

Модифицирование стали титаном осуществляют путем ввода в печь перед выпуском

FeTi (33%). Присадки церня производят путем принудительного погружения ферроц рия (45% Ce) я ковш с металлом при помощи патронов из алюминиевой фольги. Алто3 миний вводят в струю металла во время . Выпуска.

Дополнительно введенные в описываемую сталь алюминий, церий и титан позволяют значительно повысить прочйостные свойства, твердость и термостойкость стали в литом и термообработанном состоянии. Наличие в стали хрома и,молибдена повышает прочность твердость и термостойкость стали, так как они не только легируют цемент но и являются сильными карбидообразующими элементами. Кроме того, растворяясь в феррите эти элементы упрочняют матрицу.

При содержании алюминия в стали от 0,1 до 1,3% не увеличивается количество остаточного аустенита, снижается склонность первичного зерна к росту при нагревании, т.е, струк тура остается мелкозернистой до очень высоких температур, а следр,иательно, уровень свойств стали достаточно высок и стабилен.

Благодаря введению титана измельчается зерно стали, дробится цементная сетка, новы шается микротвердость цементита. Измельчая величину первичного и вторичного зерна аустенита и связывая азот в стойкие высокодисперсные соединения, титан благоприятствует повышению пластичности и ударной вя кости стали. Достигается это при наличии в стали весьма малого количества остаточного содержания титана (0,03 — 0,05%) . Повышение остаточного содержания титана свыше 0,05% приводит к упрочнению, а следовательно, и к повышению хрупкости феррита, обогащению титаном границ зерен и к появлению в структуре стали остроугольных карбидов титана, а также укрупленных и к тому же неравномерно распределительных нитридов.

Все эти явления приводят к снижению свойс стали.

Модифицирование стали церием в количестве до 0,03% способствует перераспределению неметаллических включений и измене

956597 4

1 нию их формы — получению включений компактной.и шаровидной формы вместо пластичной. При содержании церия менее 0,02% модифицирующее действие отсутствует. Присутэ ствие ферроцерия в стали в количестве, превосходящем необходимое для очищения металла (в данном случае ) 0,03%), является не только бесполезным, но даже вредным, так как будучи поверхностно-активным злемен10 том, церий обогащает границы кристаллов, что приводит к охрупчиванию стали.

Химический состав плавок описываемой и известной сталей представлен в табл. 1.

Для определения уровня прочностных и

И эксплуатационных свойств металла отливают семь плавок описываемой стали и три плавки, имеющие состав прототипа (табл. 1).

Каждая плавка приготовлена путем выплавки в 200 кг индукционной печи.

29 Данные испытаний описываемой стали пос ле сфероидизирующего отжига при 780 С и отжита И рода от температуры 1000 С с последующим отпуском для снятия внутренних напряжений приведены в табл. 2.

Ускоренное охлаждение от температуры аустенизации способствует повышению свойств стали.

Испытания на термостойкость производят термоциклированием образцов с нагревом до

600 С и последующим охлаждением водой . до 20 С до появления первых трещин, что отражает условия нагрева и охлаждения валков в процессе их„эксплуатации на станах горячей прокатки.

Согласно данным табл. 2 описываемая сталь по сравнению с известной обеспечивает

: повышение прочности на разрыв в 1,4 раза, тв предела текучести в 2 раза, прочности на изгиб в 2,6 раза, ударной вязкости в 2,5 раза, термостойкости в 1,5 раза, что важно при ее применении для валков горячей прокатки.

956597 л лЛ л л

I I I 1 I I I 1 I

1 I I I 1 1 I l 1 ю

1 I I I I о о о н ( а г-„о

1 I 1 1 I о о

o o ю ! о сч

I 1 1 I i I о" о о"

5/)

< 1 С 4 о„о о î I и

° ч с о o„ о" о"

СЧ < 1 о о о о о о

I I

1 (!

1 (1 о о" сч а и о о„ о„ о" о" о"

4 ) 1О о о о" о" а m о„ о„ о î" I мъ ф м ч о а о„ лн М

e„o с о. о а О

ЧЪ В о о о оо Ф м" о о I

С 4 о а о о" о

Фй о

v о

Ф О

С 4 . СЧ о о сч о о о ф 4 СО Г4 о о о

OO о о" о о и„с о о о е С 4 о о л о о ь о и„ о о о в О . о„с о„ о о о о

ОО о о 3 а и„ t„ о о о

Vl /Ъ и. лч \Ч ч

l/i о

° Ф л °

&»

1

956597

Таблица 2

Ударная вязкость, кДж/м

Термостойкость, количество цикПрочность при изгибе, МПа

Сталь лов до разрушения

833

Предлагаемая 960,4

176,4

3000

1352,4

1607,2

882

1029

3500"

254,8

196,2

833

1568

980

3500"

999,6

3500"

902

215,6

186,0

853

3000

9604

862

3500"

989,8

235,2

3500»

205,8

833

970,4

470

Известная 710,5

88,2

598

1950

461

2800

583

98,0

686

88,2

588

412

666

2300

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 755884, кл. С 22 С 38/28. 1978.

1,3-1,5

0,3-0,5

0,5-0,8

Углерод

Кремний

Марганец

Составитель В. Брострем

Техред М,рейвес Корректор О. Билак

Редактор М. Дырин

Заказ 6524/7

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужтород, ул. Проектная, Прочность Предел текуна разрыв, чести, МПа

MIlA

+ Образец не разрушается.

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, железо, отличающаяся

-тем, что, с целью повышения прочностных свойств и термостойкости, она дополнительно содержит алюминий, церий и титан при следующем соотношении . компонентов, вес%: 35

1528,8

1440,6

1489,6

1587,6

Алюминий

Молибден

Титан

Хром

Церий

Железо

1,0-1,3

0,4 — 0,6

0,03 — 0,05

0,2-0,4

0,02 — 0,03

Остальное,