Литейная сталь

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и> 956606

Союз Советских

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 22.12.80 (21) 3262480!22 — 02 (51)М. Кл .

С 22 С 38/50 с присоединением заявки,%

1Ьеудерстеаииьй кеинтет

СССР по делая изобретений н открытий (23 ) П р нор итетв

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень Р6 33

Дата опубликования описания 07.09.82 (53) Уд К 669.14.018. .52.821-194 (088.8) С.Н. Примеров, В.Г. Горенко, А.А. Шейко, С.Н. Бобраков, .

В.А. Чеботарев и Б.А. Манжола

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт проблем литья АН Украинской CCP (54) ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ

20

Изобретение относится к металлургии ста-" ли и литейному производству, в частности к изысканию мартенситных нержавеющих хромистых сталей для фасонных отливок с высоким уровнем литейных, механических и эксплуатационных свойств.

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

Углерод 0,15-0,17

Кремний 0,7-0,9

Марганец 0,4-0,6

Хром 11-13

Молибден 0,5-0,7

Никель 0,2-0,3

Вольфрам 0,5-0,7

Церий 0,2-0,3

Железо Остальное

Существенным недостатком этой стали-прототипа являются относителыю невысокий комплекс литейных и механических свойств, неудовлетворительные свариваемость и коррозионная стойкость.

Цель изобретения — повышение .литейных и механических свойств, сварнваемости и коррознонной стойкости.

Для достижения поставленной цели литейная сталь, содержащая углерод, кремний, мар- . ганец, хром, никель, молибден, вольфрам, редкоземельные металлы и железо, дополнительно содержит алюминий, титан, медь и кальций. при следующем соотношении, вес.%:

Углерод 0,15-0,17

Кремний 0,7-0,9

Марганец 0,5-0,7

Хром 11-13

Никель 0,2-0,3

Молибден 0,5-0,8

Вольфрам 0,4 — 0,65

Алюминий 0,01 — 0,05

Титан 0 01 — 0,08

Медь 0,1-0,3

Редкоземельные ллеталлы 0,005 — 0,08

Кальций 0,005 — 0,05

Железо Остальное

956606

Результаты испытаний на свариваемость представлены в табл. 3. Исследуют три варианта основного металла,и сварного соединения N 1, 3 и 5. Сварное соединение доо полнительно подвергают отжигу при 750 С в течение З,ч. Механические свойства сварного соединения предлагаемой стали заметно превосходят свои значения в известной стали.

Весьма важным является то, что они практически не уступают основному питому металлу.

Это существенно улучшает надежность сварнолитых деталей.

Таблица 1

Химическии состав, вес. %

Опыт о глерод Хром кел Молибдей Вольфрам Алюминий Титан 1 Медь РЭМ Кальций

0,16 0,82 0,45 11,4 0,2

0,2

0,5

0,6

0,0 1 0,1 0,03

015 070 056 118 03

0,6

0,02

0,02

0,5

0,4

0,15 0,76, 0,50 12,4 0,2

016 084 062 110 02

0,03 0,03 0,3 0,04

0,7

0,005

0,08 0,3 0,005 0,03

0,05 0,2 0,01 0,01

0,5

0,7 0,05

0,5 0,01

0,17 0,90 0,70 13,0

0,2.

0,8

002 005 01 008 005

0,16 0,87 0,65 12,5 0,3

0,6

0,65

7 016 079 058 121

0,09 0,09 0,006 0,06

0,09 0,4 0,07 0,004

0,2

0,009 б

0,06

0,6

0,6

0,17 0,81 0,55 11,9 0,2

0,5

0,5 а

С целью. определения оптимального состава предлагаемой стали проводят опытные плавки и исследуют ее свойства в зависимости от различного содержания компонентов. Опытные составы выплавляют в 160 кг индукционной печи согласно действующей технологии. При фракционной разливке металл модифицируют добавками 0,1 — 0,5% комплексной лигатуры, содержащей кальций, Р3М, алюминий, титан и медь. Медь вводят непосредственно в печь. 10

Различные добавки лигатуры позволяют полу" чить опытные составы предлагаемой (опыты

2 — 8) и известной (опыт 1) сталей с различной концентрацией компонентов (табл. 1).

Сравнительные результаты исследования 15 литейных и механических свойств известной (опыт 1) и предлагаемой (опыты 2 — 8) ста- лей приведены в табл. 2. Как видно из этой таблицы, предлагаемая сталь составов

2--6 существенно превосходит известную сталь 20 состава 1 по всему комплексу литейных и механических свойств. Причем по уровню механических характеристик предлагаемая литейная сталь пе уступает деформируемому варианту. Жидкотекучесть повышается на 30— 40%, а трещиноустойчивость отливок — па !

20 — 30%. Пластичность стали выше известной ,на 50%, а ударная вязкость — почти в 2 раза.

Таким образом, предлагаемая сталь превосходит известную по коррозионной стойкости, которую оценивают по склонности металла к межкристаллитной коррозии. Если в образцах из известной стали состава 1 признаки

МКК обнаруживаются через 10 ч испытаний, то в образцах из предлагаемой стали составов 2 — б МКК вЂ” через 14 ч испытаний. Кроме того, предлагаемая сталь составов N 2 — 6 имеет наиболее высокий комплекс свойств, что позволяет рекомендовать ее для промышленного применения в питом и сварно-питом варианте исполнения вместо деформируемого, прежде всего, в энергетическом машиностроении.

956606

Таблица 2

Г

Литейные свойства

Механические свойства

Опыт

1

Жидк отеку- Трещиноустойчесть, мм чивость, мм (литой вариант )

37 12,8

5,5

37,6

3,9

205 (деформируемая)

51 205

62,7

11,3

56,6

10,8

19,2

3,1

10,4

55,3

18,7

3,0

10,7

57,4

19,6

2,8

55,8

9,6

19,5. 50

2,7

17,4

9,3

54,3

2,8

4,1

3,8

10,5

29,6

7, 190

62

8 202

16,5

8,5

47,1

2,9

Таблица 3

Механические свойства

Опытная сталь

Опыт, /

Р тноситель- Ударная вязое сужение, кость, % кгм/см

Предел проч- Предел т ости, кучести, Относительное удлин ние, % кг/мм 1 кг/мм

5,5

37,6

37 12,8

33 9,5

1. Основной металл

63 а

Сварное соединение

4,3

31,5

Предлагаемая сталь 48

10,4

55,3

18,7

3. Основной металл

9,5

54,7

18,2

Сварное соединение

Основной металл

19,5

9,6

55,8

5.

19,3

Сварное соединение

54,9

2 265

3 272

4 284

5 290

6 278

Предел проч- / Предел те- Относи- Относитель- Ударная, ности кучести, тельное уд- ное сужение вязкость, кг/мм кг/мм2 : линение, o o ктм/ем

Известная сталь (литой вариант) 956606

Составитель В. Брострем

Техред М.Рейвес Корректор О. Билак

Редактор М. Келемеш

Заказ 6524/7

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула изобретения

Литейная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, вольфрам, редкоземельные металлы и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения литейных и механических свойств, свариваемости и коррозионной стойкости, она дополнительно содержит алюминий, титан, медь и кальций при следующем соотношении компонентов, вес,%:

Углерод 0,15-0,17

Кремний 0,7-0,9

Марганец 0,5-0,7

Хром 11-13

Никель 0,2-0,3

Молибден 0,5-0,8

Вольфрам 0,4 — 0,65

Алюминий 0,01 — 0,05

Титан 0,01 — 0,08

Медь 0,1-0,3

Редкоземельные металлы 0,005 — 0,08

Кальций 0,005 — 0 05

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 530925, кл. С 22 С 38/44, 1976.