Нержавеющая сталь Советский патент 1984 года по МПК C22C38/28 

« Изобретение относится к металлу гии, в частности к сталям, предназ наченным для изготовления литых де талей, работакицих в агрессивных ср дах при повьшенных нагрузках, а та же в условиях гидроабразивного изн са. Известны нержавеющие стали 20X1 30X13 l. Однако они обладают относительн низкими литейными свойствами. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигае мому эффекту является нержавеющая сталь состава, мае. %: 0,2-2,0 Углерод 0,05-0,35 До 4 Ванадий 3,5-20 Железо Остальное Сталь может содержать до 0,4 мае кремния и до 0,4 мас.% марганца 2 Основным недостатком известной стали является пониженный уровень литейных свойств (жидкотекучести, трещиноустойчивости) и недостаточн гидроплотность литья, обусловленна грубодендритным характером кристаллизации и наличием литейных дефектов типа горячих трещин, усадоч ных пор и рыхлот. Целью изобретения является повы ние жидкотекучести и трещиноустойчивости стали. Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая нержавеющая сталь, содержащая углерод, кремний марганец, хром, ванадий, азот, жел зо, дополнительно содержит титан, цирконий, церий при следующем соот шении компонентов, мае. %: 0,15-0,25 Углерод 0,15-0,60 Кремний 0,5-0,8 Марганец 11-14 0,1-0,6 Ванадий 0,06-0,15 0,005-0,050 0,010-0,10 Цирконий 0,005-0,010 Остальное Железо Титан и цирконий вводят с целью воздействия на процесс кристаллиза ции стали и формирования первичной кристаллической структуры. 321 Непосредственное воздействие оказывают дисперсные гомогенные нитриды, которые образуются в расплаве после ввода титана и циркония. Нитриды титана и циркония значительно измельчают дендритную структуру стали, что обеспечивает повышение трещиноустойчивости стали, ее жидкотекучести, замену усадочной рыхлоты рассредоточенной пористостью. Это резко снижает дефектность литья по трещинам, недоливам и повьш1ает гидроплотность литья. Эффективность модифицирования дисперсными нитридами зависит от их количества, размера и распределения. Для предотвращёТшя процесса коагуляции образующихся нитридов) уменьшения их размеров и более равномерного распределения в расплаве .вводятся одновременно титан и цирконий, а не один титан, При содержании титана и циркония менее 0,005 и 0,010% соответственно, количество нитридов мало и эффект модифицирования незначителен. При содержании титана и циркония более 0,05 и 0,10% соответственно, развивается процесс коагуляции нитридов и ухудшаются литейные свойства стали. Церий является активным раскисляющим элементом. Его введение значительно повьш1ает стабильность усвоения расплавом титана и циркония и, KjfoMe того J способствует более равномерному распределению их нитридов, что обеспечивает измельчение дендритной структуры и повьш1ение жидкотекучести и трещиноустойчивости стали. При содержании церия 0,005% усвоение титана и циркония не стабильно, а при содержании 0,010% металл загрязняется оксидными включениями. Выплавляют плавки с предлагаемым химическим составом (1-3) стали, составом, выходящим из предлагаемых пределов (4 и 5) и известную сталь (состав 6). Результаты даны в табл. 1. Литые образцы термообрабатывают по режиму: закалка - воздух, отпуск 680°С - 2 ч. Жидкотекучесть определяют методом вакуумного всас1 1вания расплава в кварцевые трубки 3 мм по длине заполнения трубки (1).

311200324

Трещиноустойчивость определяют поКак видно из табл. 2, предлагаеметодике Трубицина с определениеммая сталь (составы 1-3) по сравнению

усилия зарождения трещин кристаллизу- с известной (,состав 6) обладающегося металла (Р).ет повьшенными в 2-3 раза жидРезультаты испытаний приведеныj котекучестью и трещиноустойчивов табл. 2.стью.

Таблица 1

НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром. ванадий, азот, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения жидкотекучести и трещиноустойчивости, она дополнительно содержит титан, цирконий, церий при следующем соотношении компонентов, мае. %: 0,15-0,25 Углерод 0,15-0,60 Кремний ,8 Марганец ,:; 11-14 Хром 0,1-0,6 Ванадий 0,06-0,15 Азот 0,005-0,050 Титан 0,010-0,10 Цирконий 0,005-0,010 Церий Остальное .Железо