ЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ Российский патент 2012 года по МПК C22C38/40 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей, используемых при изготовлении резистивных нагревательных элементов в производстве пленочных электронагревателей для обогрева бытовых и производственных помещений.

Для производства резистивных нагревательных элементов пленочных электронагревателей необходим металл, обладающий определенным удельным сопротивлением (от 0,6 до 0,8 мкОм/м), недорогой и достаточно пластичный в холоднокатаном состоянии для изготовления из него резистивного ленточного нагревателя толщиной в несколько микрон.

Известна сталь (сплав) марок 50Н, 50НП по ГОСТу 10994-74 (таблица 1). Эта сталь содержит, мас.%: углерод не более 0,03, кремний 0,15-0,30, марганец 0,3-0,6, никель 49,0-50,5, сера не более 0,02, фосфор не более 0,02, медь не более 0,2, железо - остальное.

Указанный сплав достаточно пластичен, но имеет высокую стоимость и низкое удельное сопротивление, не позволяющее обеспечить излучение теплового потока требуемой мощности с одного квадратного метра площади пленочного электронагревателя.

Наиболее близкой по составу к заявляемой стали является высоколегированная сталь марки 08Х18Н10 на железохромникелевой основе по ГОСТу 5632-72 «Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные». Состав этой стали содержит, мас.%: углерод не более 0,08, кремний не более 0,8, марганец не более 2,0, хром 17,0-19,0, никель 9,0-11,0, сера не более 0,020, фосфор не более 0,035, железо - остальное.

Данная сталь имеет требуемую величину удельного сопротивления, но из-за присутствия значительного количества хрома в ее составе недостаточно пластична в холоднокатаном состоянии для изготовления из нее непрерывной ленты из фольги, необходимой для производства резистивных излучающих элементов.

Задачей заявляемого изобретения является повышение пластичности стали в холоднокатаном состоянии при низкой ее стоимости и достаточно высоком удельном сопротивлении стали.

Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является использование в стали для изготовления резистивных нагревательных элементов пленочных электронагревателей составляющих компонентов в количественном соотношении, обеспечивающем ее пластичность в холоднокатаном состоянии и высокое удельное сопротивление при невысокой стоимости стали.

Указанный результат достигается тем, что в легированной стали, содержащей углерод, кремний, марганец, никель, хром, серу, фосфор и железо, согласно изобретению входящие в сталь компоненты содержатся при следующем соотношении, мас.%:

Углерод 0,31-0,5 Кремний 0,25-0,5 Марганец 1,1-1,5 Никель 18,5-19,5 Хром 2,0-3,0 Сера 0,004-0,02 Фосфор 0,007-0,035 Железо остальное

Содержание в легированной стали углерода, кремния, марганца, никеля, хрома, серы, фосфора и железа при указанных выше соотношениях позволяет получить недорогую и достаточно пластичную сталь с оптимальным сопротивлением от 0,6 до 0,8 мкОм/м для изготовления из нее резистивного ленточного нагревателя меандровой формы толщиной в несколько микрон, использование которого в составе пленочного электронагревателя позволяет обеспечить излучение теплового потока требуемой мощности с одного квадратного метра площади пленочного электронагревателя.

Все используемые в составе заявляемой стали компоненты являются доступными и широко применяются в легированных сталях и прецизионных сплавах, их содержание является оптимальным для решения поставленной в заявке задачи.

Заявляемая легированная сталь обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что входящие в сталь компоненты содержатся при следующем соотношении, мас.%:

Углерод - 0,31-0,5 Кремний - 0,25-0,5 Марганец - 1,1-1,5 Никель - 18,5-19,5 Хром - 2,0-3,0 Сера - 0,004-0,02 Фосфор - 0,007-0,035 Железо - остальное.

Заявителю неизвестна легированная сталь, обладающая вышеуказанными отличительными существенными признаками, позволяющими явным образом достичь такого же технического результата, она не следует явным образом из изученного им уровня техники, поэтому заявитель считает, что заявляемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемая легированная сталь может найти широкое применение при изготовлении резистивных нагревательных элементов в производстве пленочных или иных электронагревателей для обогрева бытовых и производственных помещений, поэтому заявляемое изобретение соответствуют критерию «промышленная применимость».

В таблице приведены составы заявляемой легированной стали.

Компоненты Состав, мас.% 1 2 3 Углерод 0,08 0,29 0,5 Кремний 0,25 0,375 0,5 Марганец 1,0 1,25 1,5 Никель 19,5 19,0 18,5 Хром 2,0 2,5 3,0 Сера 0,004 0,012 0,02 Фосфор 0,007 0,021 0,035 Железо остальное остальное остальное Удельное сопротивление, мкОм/м 0,6 0,7 0,8

Изобретение осуществляют следующим образом.

Выплавку заявляемой стали производят согласно ТУ СТО 1231-025-00187180-2007 в индукционных плавильных печах средней частоты с основной футеровкой тигля с использованием чистых шихтовых материалов.

Предлагаемая легированная сталь по сравнению с прототипом является более экономичной и доступной, имеет более высокое удельное сопротивление, что позволяет использовать ее при изготовлении недорогих пленочных электронагревателей с оптимальной мощностью теплового потока.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составу легированной стали, предназначенной для изготовления резистивных нагревательных элементов в производстве пленочных электронагревателей. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, никель, хром, серу, фосфор и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,31-0,5, кремний 0,25-0,5, марганец 1,1-1,5, никель 18,5-19,5, хром 2,0-3,0, сера 0,004-0,02, фосфор 0,007-0,035, железо - остальное. Повышается пластичность стали в холоднокатаном состоянии и удельное электрическое сопротивление при низкой ее стоимости. 1 табл.

Легированная сталь для изготовления электронагревателей, содержащая углерод, кремний, марганец, никель, хром, серу, фосфор и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
углерод 0,31-0,5 кремний 0,25-0,5 марганец 1,1-1,5 никель 18,5-19,5 хром 2,0-3,0 сера 0,004-0,02 фосфор 0,007-0,035 железо остальное