Нержавеющая сталь Советский патент 1983 года по МПК C22C38/48 

(54) НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкционным сталям, используемым в энергетике, машиностроении и в Цругих отраслях промышленности в качестве конструкиио ного материала тяжело нагруженных цет лей, к которым предъявляются повышенные требования по износостойкости, тве дости, вязкости и коррозионной стойкости. Известна нержавеющая сталь, содерж щая, вес.%: Углерод0,24-О,3 Хром16,5-17,8 Никель2,2-3,2 Молибден2,5-3,2 Азот .О,05-О,12 Бор0,ОО2-О,005 Кремний0,2-0,7 Марганец О,3-1,2 ЖелезоОстальное flli Недостатком этой стали являются низкие прочностные свойства. Наиболее близкой к предлагаемой стали по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь, содержащая, вес.%: Углерод0,22-0,28 Кремний0,3-О,7 Марганец0,3-0,7 Хром16,3-17,7 Никель2,3-2,8 Ниобий0,05-О,1О МецБНе более 0,25 ЖелезоОстальное Г21 . Эта сталь обладает высоким уровнем прочностных свойств, высокой ударной вязкостью, однако ее твердость недостаточно высока для обеспечения надежной работы тяжело нагруженных деталей. Целью изобретения является повышение прочности и твердости стали. Сложность задачи заключается в том, что цри твердости хромистых и .хромникелевых сталей выше HRC 45-46 Даже небольшое повышение твердости сопровождает ся резкимснижением пластичности ивязкости.

Поставленная цепь достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, ниобий, мець, железо, дополнительно содержит калышй, магний, иттрий при следутащем соотноше- НИИ компоненте, вес.%:

УглеродО,ЗО-О,40

КремнийО,3-О,7

/VbpraHeu0,3-0,7

Хром14-3.6

Никель3,0-3,5

Ниобий0,05-0,1

Медь0,1-О,25

Калышй0,ОО5-О,01

Магний0,001-О,О2

Иттрий О,О1-0,1

ЖелезоОстальное

Увеличение содержания углерода приводит к повБпиению твердости стали, но одновременно ухудшает характеристики пластичности и вязкости. Для снижения охрупчиваквдего влияния углерода повышается содержание никеля в количествах, не вызывакнцих появления остаточного аустенита,

Содержание хрома уменьшается до пределов, обеспечивающих сохранение высокой коррюононной стойкости стали и ее мартенситную структуру после термической . обработки.

Повышению ударной вязкости способствует введение в сталь/, калышя, магния, иттрия, которые, являясь сильными раскислителями и модификаторами, способствуют очищению стали от неметаллических включений, их сфероидизашш и получению Мелкозернистой структуры. Увеличение содержания указанных элементов в стали в количествах выше предлагаемых приводит к охрупчиванию стали. Введение этих элементов в меньших количествах снижает их положительнсге влияние на свойства стали.

В лабораторных условиях осуществлена плавка, пластичная и термическая обработка, исследование механических свойств предлагаемой и известной сталей.

Разливка плавок производилась в слитки весом 25 кг с последующей ковкой на пластины размером 40x100. )«400 мм. Температура начала и конца ковки составляла 1150 и ЭОбС соответственно. Образны подвергались термообработке по режиму: нагрев до температуры 1100 С, выдержка в течение 1 ч, охлаждение в масле, обработка холодом при температуре минус 19бС в течение 2 ч, нагрев до температуры 250°С, выдержка в течение 2 ч, охлаждение на воздухе.

Химический состав исслецованньк сталей приведен в табл. 1, механические свойства - в табл. 2.

Результаты испытаний пощверждают преимущества предлагаемой стали перед известной в отношении прочности и твердости при высоких значениях Ш1аст1гчности и вязкости.

Технико-экономический эффект, обусловленный повышением прочности и твердости стали при высокой пластичности и вязкости, выразится в повышении допустимых рабочих нагрузок, в увеличении срока эксплуатации, в повьш1ении надежности и снижении весо-габаритньц характеристик изделий, которые будут изготовлены из предлагаемой стали.

Механические свойства предлагаемой и известной сталей