Немагнитная сталь
(72) Авторы изобретения
А. И. Уваров В, В. Сагарадзе и Н. А. Те
Институт физики металлов Уральского научи Ф ф. (7!) Заявитедь (54) НЕМАГНИТНАЯ СТАЛЬ
Изобретение относится к металлургйи, в частности к испытанию немагнитных сталей, и может быть использовано в специальном машиностроении для немагнитных деталей машин и приборов, в том числе - для производства банцажных колец турбогенераторов.
Известна высокомарганцовистая сталь pl), содержащая вес. %: .
Углерод 0,2-0,3
Марганец 12-16
Алюминий . 1,6 3
Кремний -0,7 1
Хром 6-8
Медь 0,5 1,5
Р3М 0,050, 1
Азот О, 15-0,25
Ванадий 0,5 Э
Железо Остальное
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой . является немагнитная сталь f2), содержащая, вес.%:
Углерод до 0,5
Марганец . 2О-30
Хром 5 12
Ванадий 0,0-0,5
Кремний 0 1,5
Железо Остальное
Недостатком известных сталей явля ются низкие прочностные свойства.
Бель изобретения повышение проч постных свойств.
Ю
Поставленная цель достигается тем, . что немагнитная сталь, содержащая углерод, еарганец, хром, ванадий, же Ю зо, дополнительно содержит азот, цирке ний, ниобий при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Углерод . 0,4-0,6
Марганец 15 25 Хром 3,5-4,5
Ванадий 0,9-1, 7
Азот 0,05-0,1 6
Биркин и 0,05-0,15
981436
6 0,2
05
0,05 0,05
0,05
0,4
15 35 09
0,10 О 10 0,1
20 40 13
25 4,5 1.7
0,15. 0,15
0,16
0,6
Таблица2
1 050.
40
1 050
650-4 ч
60 59
Ннобнй 0,05-0,15
Железо Остальное
Повышение содержания ванадия в сгали до О;9-1,7% переводит ее в прннциниально другой класс материалов - crape щих сталей. Атомы ванадия, объединяясь с атомами углерода и азота, способны прн повьппенных температурах образовывать хнмнческое соединение — карбонитрид ванадия С (К ) М . Поэтому термическая обработка стали заключается в закалке
or высокой температуры 1100-1150 С (чтобы возможно большее количество легирующих элементов перешло в твердый раствор аустенита) и последующей изо- И термической выдержке в интервале
650 С. Введение циркония и ниобия о способствует сохранению мелкого зерна, несмотря на высокую температуру закалки. Оба эти фактора (выделение кар- 26 бонитридов ванадия и мелкое зерно) обеспечивают существенное повьпиение прочностных характеристик немагнитной высокомарганцевой стали. При этом пластические свойства остаются на высоком уровне.
Выплавляют слитки весом 30 кг и куют их при 1050-1150 С и прутки се» чением 15м15 мм .
Химический состав исследуемых сталей приведен s табл. 1. (сталь - прототип).
Заготовки подвергают термической обработке, после чего из них изготовляют образцы для испытания механических свойств. Все образцы перед испытанием механических свойств, немагнитные. Отсутствие ферромагнитной -фазы контролируется на магнитометре ШтейнбергаЗюзина.
В табл. 2-5 сведены результаты механических испытаний.
Из данных табл. 2-5 следует, что в закаленном состоянии все исследуемые стали обладают примерно одинаковым уровнем механических свойств. Различие между сопоставляемыми сталями (1 и .
2-4) проявляется после изотермической выдержки при 650 С. Выдержка при о
650 С практически не влияет на свой . ства известной стали (табл. 2). Прочностные свойства описываемой стали № 24 существенно возрастают уже в течение непродолжительной выдержкн 4 ч при
650 С, а.пластические свойства снижаются незначительно (табл. 3-.5).
Увеличение продолжительности изотермической выдержки приводит к дальнейшему упрочнению сталей 2-4.
Использование описываемой немагнитной стали позволяет в результате простой термической обработки достичь более высоких прочностных характеристик.
Сталь предполагается применять для изготовления бандажных колец (ответственных деталей турбогенераторов).
Таблица1
6508 ч
63
1100
60
39
65
63
1150
60
83
1050
60
45
92
93
58
55
54
62
50
89
62
68
53
74
100
650-4 ч
650-8 ч
650-4 ч
650-8 ч
650-4 ч
650-6 ч
650 - 8 ч
1 100
650-4 ч
1 1OO
650- 6 ч
650-8ч
650-4 ч
650 - 6 ч
650-8ч
Пропопжение табл. 2
61 65
Таблица 3
981436
1050
50
43
99
50
100
48
101
1100
92
105
32
106
108
60
Ъ 150
40
110
32
112.85
ill
110
36
109
47
102
1100
86
113
650-4 ч
650 - 6 ч
650-8 ч
650 4 ч
1 1 00
650- 6 ч
650-8ч
650 4 ч
650-6 ч
650 8 ч
650-4 ч 1050
650 6 ч
650 - 4 ч
Таблица4
981436
Продолжение табл. 5
650 6 ч
22
122
45
1 150
101
3l
115
650 4 ч
650-6 ч
650- 8 ч
116
105
127
0,9-1,7
0,05-0, 16
0>05-0, 15
0,05-0, 15
Остальное
Ванадий
Азот
0ир копий
Ниобий
Железо
Составитель Л. Суязова
Редактор Л. Авраменко Техред Т.Маточка Корректор М. Демчик
Заказ 9640/40 Тираж 660 Подписное
BHHNlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная. 4
Формула иэобретения
Немагнитная сталь, содержащая углерод, марганец, хром, ванадий, железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочностных свойств, она дополни .35 тельно содержит азот, цирконий, ниобий, при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Углерод 0,4-0,6
Марганец 1525
Хром 3,5,5
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
% 624950, кл. С 22 С 38/38, 1978.
2. Патент ФРГ И 2311739, кл. С 22 С 38/38, 1978.
