КОРРОЗИОННОСТОЙКАЯ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩАЯ ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ Российский патент 2001 года по МПК C22C38/52 

Описание патента на изобретение RU2169789C2

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.

Похожие патенты RU2169789C2

название год авторы номер документа
КОРРОЗИОННОСТОЙКАЯ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩАЯ СТАЛЬ 1998
  • Новиков В.И.
  • Пестов Ю.А.
  • Семенов В.Н.
  • Дмитриев В.В.
  • Деркач Г.Г.
  • Мовчан Ю.В.
  • Каторгин Б.И.
  • Чванов В.К.
  • Громыко Б.М.
  • Головченко С.С.
  • Каблов Е.Н.
  • Петраков А.Ф.
  • Еланский Г.Н.
  • Сосонкин О.М.
  • Савченко Е.Г.
  • Большаков В.Б.
RU2169790C2
КОРРОЗИОННОСТОЙКАЯ ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ 1998
  • Новиков В.И.
  • Пестов Ю.А.
  • Семенов В.Н.
  • Дмитриев В.В.
  • Деркач Г.Г.
  • Мовчан Ю.В.
  • Каторгин Б.И.
  • Чванов В.К.
  • Громыко Б.М.
  • Головченко С.С.
  • Каблов Е.Н.
  • Петраков А.Ф.
  • Еланский Г.Н.
  • Сосонкин О.М.
  • Савченко Е.Г.
  • Большаков В.Б.
RU2169788C2
КОРРОЗИОННОСТОЙКАЯ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩАЯ СТАЛЬ 2013
  • Новиков Виктор Иванович
  • Недашковский Константин Иванович
  • Громыко Борис Михайлович
  • Дмитриев Владимир Владимирович
  • Ильичева Нина Алексеевна
  • Логачева Елена Викторовна
RU2532785C1
Литейная коррозионно-стойкая свариваемая криогенная сталь и способ ее получения 2020
  • Новиков Виктор Иванович
  • Пономарев Юрий Валентинович
  • Недашковский Константин Иванович
RU2778709C2
ВЫСОКОПРОЧНАЯ КОРРОЗИОННО-СТОЙКАЯ СТАЛЬ 1998
  • Семенов В.Н.
  • Каблов Е.Н.
  • Качанов Е.Б.
  • Петраков А.Ф.
  • Козловская В.И.
  • Бирман С.И.
  • Батурина А.В.
  • Шалькевич А.Б.
  • Сысоева И.Б.
  • Пестов Ю.А.
  • Кукин Е.А.
  • Харламов В.Г.
  • Деркач Г.Г.
  • Мовчан Ю.В.
  • Каторгин Б.И.
  • Чванов В.К.
  • Головченко С.С.
  • Сигаев В.А.
  • Евмененко Ф.Ф.
RU2175684C2
ЖАРОПРОЧНЫЙ СВАРИВАЕМЫЙ СПЛАВ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ 1999
  • Пестов Ю.А.
  • Семенов В.Н.
  • Новиков В.И.
  • Козыков Б.А.
  • Недашковский К.И.
  • Деркач Г.Г.
  • Мовчан Ю.В.
  • Каторгин Б.И.
  • Чванов В.К.
  • Степанов В.П.
  • Булавина Л.С.
  • Русинович Ю.И.
  • Расторгуева И.А.
RU2169783C2
ДИСПЕРСИОННО-ТВЕРДЕЮЩИЙ СВАРИВАЕМЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ 1999
  • Пестов Ю.А.
  • Семенов В.Н.
  • Новиков В.И.
  • Козыков Б.А.
  • Недашковский К.И.
  • Кукин Е.А.
  • Деркач Г.Г.
  • Мовчан Ю.В.
  • Каторгин Б.И.
  • Чванов В.К.
  • Головченко С.С.
  • Сорокина Н.А.
  • Степанов В.П.
  • Булавина Л.С.
  • Русинович Ю.И.
  • Расторгуева И.А.
  • Пономарева В.П.
RU2176282C2
КОРРОЗИОННОСТОЙКАЯ СТАЛЬ 1998
  • Семенов В.Н.
  • Каблов Е.Н.
  • Качанов Е.Б.
  • Петраков А.Ф.
  • Бирман С.И.
  • Батурина А.В.
  • Шалькевич А.Б.
  • Пестов Ю.А.
  • Недашковский К.И.
  • Деркач Г.Г.
  • Мовчан Ю.В.
  • Каторгин Б.И.
  • Чванов В.К.
  • Сигаев В.А.
  • Кукин Е.А.
  • Харламов В.Г.
  • Козыков Б.А.
  • Головченко С.С.
RU2176283C2
МАЛОАКТИВИРУЕМАЯ ЖАРОПРОЧНАЯ РАДИАЦИОННОСТОЙКАЯ СТАЛЬ 2001
  • Солонин М.И.
  • Иолтуховский А.Г.
  • Леонтьева-Смирнова М.В.
  • Бибилашвили Ю.К.
  • Голованов В.Н.
  • Кондратьев В.П.
  • Чернов В.М.
  • Шамардин В.К.
RU2211878C2
МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩИЙ СПЛАВ 1992
  • Русаненко В.В.
  • Еднерал А.Ф.
  • Пестов И.В.
  • Леденева О.Н.
RU2025530C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 169 789 C2

Реферат патента 2001 года КОРРОЗИОННОСТОЙКАЯ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩАЯ ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ

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.

Формула изобретения RU 2 169 789 C2

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

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2169789C2

Мартенситностареющая нержавеющая сталь 1983
  • Березовская Вера Владимировна
  • Векслер Юрий Генрихович
  • Звигинцев Николай Васильевич
  • Рудычев Анатолий Сергеевич
  • Галкин Павел Николаевич
SU1165719A1
Коррозионностойкая сталь 1982
  • Кукин Евгений Анатольевич
  • Семенова Маргарита Николаевна
  • Новиков Виктор Иванович
  • Морозова Вера Васильевна
  • Успенская Ирина Константиновна
  • Белякова Ольга Борисовна
  • Тащилов Василий Степанович
  • Троицкая Валентина Андреевна
  • Щебланов Виктор Филиппович
  • Малькумов Игнат Николаевич
  • Савельева Тамара Сергеевна
  • Клюев Михаил Маркович
  • Жучин Владимир Никифорович
SU1014970A1
Нержавеющая сталь 1976
  • Сухоруков Владимир Георгиевич
  • Жмурина Юзефа Александровна
  • Колобашкин Борис Михайлович
  • Степанов Василий Матвеевич
  • Малинина Анна Дмитриевна
  • Орехов Николай Григорьевич
  • Кузнецова Ольга Ивановна
  • Никольская Валентина Леонидовна
  • Гурвич Лия Яковлевна
  • Лащевский Виктор Борисович
  • Батраков Владимир Павлович
  • Лазько Виктор Евгеньевич
SU589280A1
ДИСПЕРСИОННО-ТВЕРДЕЮЩАЯ МАРТЕНСИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ 1994
  • Хултин-Стигенберг Анна[Se]
RU2099437C1
Центробежный двухступенчатый насос 1968
  • Татьков Виктор Арсентьевич
  • Юрин Петр Ипатович
  • Бондарев Геннадий Иванович
  • Корягин Михаил Андреевич
SU565117A1
Форвакуумная ловушка 1978
  • Пронин Олег Дмитриевич
SU773307A1
GB 1551029, 22.08.1979.

RU 2 169 789 C2

Авторы

Новиков В.И.

Пестов Ю.А.

Семенов В.Н.

Дмитриев В.В.

Деркач Г.Г.

Мовчан Ю.В.

Каторгин Б.И.

Чванов В.К.

Громыко Б.М.

Головченко С.С.

Каблов Е.Н.

Петраков А.Ф.

Еланский Г.Н.

Сосонкин О.М.

Савченко Е.Г.

Большаков В.Б.

Даты

2001-06-27Публикация

1998-11-04Подача