Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству высокопрочных коррозионностойких мартенситностареющих литых сталей криогенного назначения для изготовления силовых литых деталей энергетических установок, работающих при температурах от -196o до 300oC.
Известна матренситностареющая коррозионностойкая литейная сталь криогенного назначения следующего химического состава, мас.%:
углерод - 0,01-0,03
хром - 9,5-12,0
никель - 7,0-10,0
молибден - 0,5-1,9
кобальт - 3,9-6,0
кальций - 0,01-0,08
иттрий - 0,01-0,3
ванадий - 0,03-0,3
церий - 0,005-0,3
железо - Остальное
(автор. свидет. СССР N 1014970, кл. С 22 С 38/52).
Комплексное легирование церием совместно с иттрием и ванадием приводит к повышению ударной вязкости стали при криогенных температурах и понижению склонности к образованию горячих трещин при сварочных нагревах.
Однако известная сталь является недостаточно прочной (σв не более 120 кг/мм2) в связи с относительно низким ее легированием молибденом и кобальтом, поэтому не может быть применена в силовых конструкциях сложной конфигурации, работающих при высоких нагрузках.
Известна высокопрочная коррозионностойкая мартенситностареющая сталь криогенного назначения следующего химического состава, мас.%:
углерод - 0,01-0,05
хром - 10,0-13,0
никель - 14,0-6,6
молибден - 1,3-3,5
кобальт - 4,0-7,5
марганец - 0,2-0,5
кремний - 0,2-1,5
титан - 0,3-0,5
алюминий - 0,2-0,35
медь - 0,5-1,5
диспрозий - 0,03-0,1
неодим - 0,05-0,08
кальций - 0,05-0,08
церий - 0,01-0,05
железо - Остальное
(автор, свид. СССР N 1165719, С 22 С 38/52).
Данная сталь достаточно высоко легирована упрочняющими элементами и обеспечивает высокий уровень прочности и ударной вязкости в отливках простой конфигурации с равномерными стенками.
Однако в отливках сложной конфигурации типа крыльчаток имеет место резкое уменьшение прочностных и пластических свойств в зонах сопряжений лопаток со стенками (в тепловых узлах отливок). Это вызвано недопустимо высокой ликвацией легирующих элементов и образованием в тепловых узлах отливок повышенного количества ликвационного аустенита и охрупчивающих интерметаллидных фаз.
Задача изобретения - создание высокопрочной коррозионностойкой мартенситностареющей литейной стали для изготовления отливок сложной конфигурации, работоспособных при высоких нагрузках в интервале температур от - 196oC до 300oC.
Задача решена за счет того, что коррозионностойкая мартенситностареющая литейная сталь, содержащая углерод, хром, никель, молибден, кобальт, марганец, кремний, кальций, церий и железо, дополнительно содержит ванадий и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод - 0,01-0,05
хром - 10,0-13,5
никель - 4,5-6,0
молибден - 4,0-5,0
кобальт - 8,0-10,0
марганец - 0,2-0,9
кремний - 0,2-0,75
кальций - 0,001-0,05
церий - 0,001-0,05
ванадий - 0,03-0,3
азот - 0,01-0,8
железо - Остальное
Дополнительное легирование ванадием и азотом ускоряет процесс объемной кристаллизации в тепловых узлах отливок за счет образования в них новых центров кристаллизации - нитридов ванадия (избирательный модифицирующий эффект). Это позволяет существенно уменьшить ликвацию легирующих элементов и обеспечить высокие и равномерные механические свойства по сечению фасонных отливок.
Технический результат - повышение механических свойств фасонных отливок сложной конфигурации за счет ускорения процессов объемной кристаллизации в тепловых узлах и уменьшения ликвационной неоднородности отливок.
Химические составы исследованных плавок предложенной стали приведены в табл.1.
Предложенная сталь после термической обработки по оптимальному режиму: гомогенизация, закалка, стабилизирующий отпуск, обработка холодом и старение, имеет свойства на образцах, вырезанных из тепловых узлов фасонных отливок, представленных в табл.2.
Анализ табл. 2 показал, что предложенная сталь имеет достаточно высокие механические свойства в тепловых узлах фасонных отливок, что обеспечивает высокую работоспособность этих отливок в условиях высоких нагрузок в интервале температур от -196 до 300oC.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
КОРРОЗИОННОСТОЙКАЯ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩАЯ СТАЛЬ | 1998 |
|
RU2169790C2 |
КОРРОЗИОННОСТОЙКАЯ ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ | 1998 |
|
RU2169788C2 |
КОРРОЗИОННОСТОЙКАЯ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩАЯ СТАЛЬ | 2013 |
|
RU2532785C1 |
Литейная коррозионно-стойкая свариваемая криогенная сталь и способ ее получения | 2020 |
|
RU2778709C2 |
ВЫСОКОПРОЧНАЯ КОРРОЗИОННО-СТОЙКАЯ СТАЛЬ | 1998 |
|
RU2175684C2 |
ЖАРОПРОЧНЫЙ СВАРИВАЕМЫЙ СПЛАВ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ | 1999 |
|
RU2169783C2 |
ДИСПЕРСИОННО-ТВЕРДЕЮЩИЙ СВАРИВАЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ | 1999 |
|
RU2176282C2 |
КОРРОЗИОННОСТОЙКАЯ СТАЛЬ | 1998 |
|
RU2176283C2 |
МАЛОАКТИВИРУЕМАЯ ЖАРОПРОЧНАЯ РАДИАЦИОННОСТОЙКАЯ СТАЛЬ | 2001 |
|
RU2211878C2 |
МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩИЙ СПЛАВ | 1992 |
|
RU2025530C1 |
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству высокопрочных коррозионностойких мартенситностареющих сталей криогенного назначения для изготовления силовых литых деталей энергетических установок, работающих при температурах от -196 до 300oC. Техническим результатом изобретения является повышение механических свойств фасонных отливок сложной конфигурации за счет ускорения процессов объемной кристаллизации в тепловых узлах и уменьшения ликвационной неоднородности отливок. Заявленная сталь содержит ингредиенты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,01 - 0,05; хром 10,0 - 13,5; никель 4,5 - 6,0; молибден 4,0 - 5,0; кобальт 8,0 - 10,0; марганец 0,2 - 0,9; кремний 0,2 - 0,75; азот 0,01 - 0,08; церий 0,001 - 0,05; ванадий 0,03 - 0,3; кальций 0,001 - 0,05; железо - остальное. 2 табл.
Коррозионностойкая мартенситностареющая литейная сталь, содержащая углерод, хром, никель, молибден, кобальт, марганец, кремний, кальций, церий и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ванадий и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,01 - 0,05
Хром - 10,0 - 13,5
Никель - 4,5 - 6,0
Молибден - 4,0 - 5,0
Кобальт - 8,0 - 10,0
Марганец - 0,2 - 0,9
Кремний - 0,2 - 0,75
Азот - 0,01 - 0,08
Церий - 0,001 - 0,05
Ванадий - 0,03 - 0,3
Кальций - 0,001 - 0,05
Железо - Остальное
Мартенситностареющая нержавеющая сталь | 1983 |
|
SU1165719A1 |
Коррозионностойкая сталь | 1982 |
|
SU1014970A1 |
Нержавеющая сталь | 1976 |
|
SU589280A1 |
ДИСПЕРСИОННО-ТВЕРДЕЮЩАЯ МАРТЕНСИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ | 1994 |
|
RU2099437C1 |
Центробежный двухступенчатый насос | 1968 |
|
SU565117A1 |
Форвакуумная ловушка | 1978 |
|
SU773307A1 |
GB 1551029, 22.08.1979. |
Авторы
Даты
2001-06-27—Публикация
1998-11-04—Подача