Сталь Советский патент 1983 года по МПК C22C38/58 

О

DO СО

№

Ф

00 1 Изобретение относится к металлурги в частности к высокопрочиым немагнит сталям, используемым в машиностроени ОЛЯ изготовления высоконагруженных от ветстветтных деталей, упрочняемых за счет азотирования и поверхностноитластической деформации. Известно сталь 2 13Н4Г9 l . Недостатком стали явлтотся низкие прочностнью и пластические свойства. Наиболее близкой к изобрете1гато является сталь С 2 j содержащая компоне ты, вес.%: Углерод.0,2-0,4 Хром16-18 Никель .3,5 - 4,S Марганец12 - 16 , Азот0,20 - а,4 Ванадий1,О - 2,5 СераДо 0,03 Фосфор. До 0,О5 КремнийДо 1 ЖелезоОстальное Обеспечивая значительную прочность сталь Д9ННОГЮ состава имеет пониженну пластичность и вязкость, что ограничивает возмоншости ее применения. Кроме того, крупногабаритные заготовки данной стали трудно поддаются ковке и штамповке, вследствие чего вы ход годного металла после горячего пе редела сокращается. Одним из основных недостатков данной марки стали является наличие в по ковках крупнозернистой структуры, отмечаются значительные колебания в раз мерах зерен от 0-го до 4-го балла шк лы ГОСТ 5639-65, что ухудшает хара теристики вязкости, затрудняет ультразвуковой контроль и исключает возмож ность химико-термической обработки, в частности азотирования. Нежелательным является также нали чие и стали до 4,5% такого остродефицитного элемента как никель. Целью изобретения является повыше пластичности и вязкости стали. Эта цель достигается тем, что сталь содержащая углерод, марганец, хром, кремний, азот, никель, ванадий, железо дополнительно содержит магний, кальци барий, иттрий и бор при следуюшем соо ношении компонентов, вес.%: Углерод0,11 - 0,60 Марганец .18-24 Хром10-14 Кремний0,05 - 1,5О Азот0,05 - 0,60 Никель0,05 - 2,0 68 0,05 - 3,0 Ванадий О,ОО5 - О,1 Кальций 0,ОО5 - 0,1 Магний 0,005 - 0,1 Иттрий О,О05 - О, 1 О, ООО5 - 0,ООЗ Остальное Железо Сталь содержит примеси, вес.%: СераО,ОО05 - 0,01 Фосфор.О,О05 - О.ОЗ В сталь вводят магний, кальций, барий, иттрий, которые повышают пластичность при горячем переделе, и следовательно выход годного металла после операций ковки и штамповки, а также бор для измельчении зерна аустенита, кроме того содержание никеля в стали снижено до 0,05-2%. Сочетание 1О-14% хрома с 18-24% марганца обеспечивает получение устойП1ВОЙ аустенитной структуры- с магнитной проницаемостью (U41,00 Гс/Э, А наличие углерода, азота и ванадия обеспечивают получение высоких мехашгческих свойств. Для получения предлагаемой стали марок 25 13Г20АФ1 и известной стали марки 25 17Г15Н4АФ2, вьтлавка производилась на заводе. Слитки весом 25 кг проковывались на прутки диаметром(Й16 мм и квадраты 16 - 16 мм. Химический состав сталей приведен в табл. 1. Термическая обработка производилась в заготовках 16 12О мм и квадратах 16 16 мм для стали 25 « 13Г20АФ1 плавок 1 - 3 по режиму аустенизаиии при 1170° С с последующим старением при 620° С в течение 20 ч. Заготовки из стали 25 17Г15Н4АФ2 проходили термическую обработку по режиму аустенизация при 1170° С с охлаждением в воде и старением при 650 С в течение 1О ч. Механические свойства сталей после термической обработки приведены в табл. 2. После указанной термической обработки. магнитная проницаемость всех исследованнык плавок составляет 1, 01 Гс/Э. Характеристики пластичности стали 25 13Г20АФ1 при повышенных температурах в сравнении со сталью 25 17Г15Н4АФ2 приведены в табл. 3. Магнитная проницаемость всех образцов после тер 1ической обработки JU. 11,00 Гс/Э. Азотирование образцов 3- 103 размерами 10 10 30 из стали 25 13Г20АФ1 производились при 650°С в течение ЗО ч в среде аммиака, разбавленного азотом. Глубина азотированного -слоя составляет 0,20-0,24 мм, а твердость, замеренная на,приборе Виккерса при нагрузке 10 кг, - Н Q 87О - 92О. Сталь имеет устойчивое аустениткое

состояние при всех видах термической и механической обработок. Аустенитное зерно мелкое, не крупнее 7 балла шкалы ГОСТ 5639/65, что позволяет исПрименение предлагаемой стали на манпшостроительном заводе Звезда обеспечит экономию ориентировочно 1ОО тью. руб. в год,

IТ а б л иц а 1 33684 пользовать ее для получения крупных поковок и подвергать азотированию, Предлагаемая сталь 25 13Г2ОА 51 i удовлетворяет требованиям, предъявпяеj мым к вьюокопрочным, немагнитным и может быть использована пдя изготовления ответственных, высоконагруженных де-галей дизелей.

СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, хром, кремний, азот, никель, ванадий, железо, о т л и ч а ю ш а я -, , с Я тем, что, с целью повышения пластичности и вязкости, она дстолнительнр содержит магний, кальций, барий, иттрий и бор при следующем, соотношении компо нентов, вес.%: 0,11 - 0,6О Углерод 18 - 24 Марганец 1О - 14 Хром О,05 - 1,5О Кремний О,О5 - О,60 Азот 1 О,05 - 2,О Никель 0,О5 - 3,0 Ванадий О,ОО5 - 0,1 Кальций О,ОО5 - 0,1 Магний Q,OO5 0,1 Иттрий 0,ОО5 0,1 Барий 0,ООО5.. 0,003 Бор Остальное Железо

10,11 18 1О 25Х13Г2ОАФ1 20,24 18,5 13,2 30,60 2414

25Х17Г15НЧАФ2 4 О,25 17 0,ОО5 0,1О 0,ОО5 0,ОО5 25Х13Г2ОАФ1 0,05 0,О4 0,ОЗ О,О5 OjlO 0,ОО5 0,10 О,1О

.25Х17Г15НЧАФ2

О,25 1.6

18 О,15 4,О

ОстальноеО,О5 0,05 О,6О О,ЗО 0,24 1,68 О,19 1,54 1,50 2,ОО,05 О,05 О.ООЗ О,ОО5 О,ОО2 ное (ОО1 0,ОО5 0,ОО2 то ж 0,ООО5 О,ОО5 - Примечание.

Т а б л и ц а 2 В табл. 2 приведены средние значения величин по результатам испытан-ий 5 образцов;, ТаблицаЗ