Сталь Советский патент 1985 года по МПК C22C38/38 

со

о

0 Изобретение относится к металлургии, а именно к составу литейной стали с повышенными прочностью, пластичностью и ударной вязкостью при высоком уровне трещиноустойчивости. Цель изобретения - повьпиение относительного сужения и трещиноустойчивости стали. Обеспечение высоких значений механических свойств стали при сохранении высокого уровня ее трещиноустойчивости достигается за счет легирования. Хром в пределах 5-10% и кремний в пределах 0,7-3,0%, снижают температуру начала мартенситного превращения, упрочняют кристаллическую решетку и способствуют образованию реечного мартенсита, что обеспечивает высокую прочность стали. Хром и кремний способствуют более полному расвкислению стали. Хром, кроме указанного влияния на прочность стали, способствует получению высокого уровня ее трещиноустойчивости за счет повышения высокотемпературной прочности. Кальций в пределах 0,01-0,3% приводит к очищению границ зерен и изменению их энергетического состояния. Кроме того, кальций предохраняет металл от повторного окисления. Иттрий в пределах 0,005-0,3% способствует равномерному распределению неметаллических включений в теле и по границам зерна. В результате применения циркония в пределах 0,005-0,3% улучшается макроструктура отливки за счет уменьшения неоднородности по ее сечению, измельчается литое зерно и уменьшается склонность стали к хрупкому разрушению. Магний является поверхностно-активным элементом. Частицы магния, находясь в парообразном состоянии, при температуре кристаллизации стали обладают минимальным значением поверхностной энергии и адсорбируются .

СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, хром, марганец, молибден, кальций, по крайней мере один элемент из группы, содержащей иттрий, железо, отличающаяся тем, что, с целью повьшения относительного сужения и треп ноустойчивости, сталь дополнительно содержит ванадий, магний, а указанная группа - цирконий при следующем соотнршении компонентов, мас.%: Углерод 0,05-0,30 Кремний 0,7-3,0 Хром 5-10 Марганец 2-6 Молибден 0,05-0,30 Кальций 0,01-0,30 Ванадий 0,05-0,30 0,01-0,30 Магний По крайней мере один элемент из группы, содержащей цирконий и (О С иттрий 0,005-0,300 Железо Остальное

1 0,35 3,1 10,5 6,5 0,4

0,35 3,1

1-0,5 6,5

0,35 3,1

10,5 6,5

0.4

0,35 0,35

0,35

0,4

0,35 0,35

0,35 0,35 0,35 0,2.0 0,20

на поверхности раздела расплав кристалл, образуя сплошную мономолекулярную пленку тормозящую развитие кристаллитов. В результате этого в стали происходит образова.ние мелкоглобулярной структуры. Кроме того, магний в количестве до 0,3% изменяет состав, форму и характер расположения неметаллических включений и тем самым способствует повышению трещиноустойчивости.

Механические свойства определяли на образцах, вырезанных из пробных брусков, согласно ГОСТ 977-75.

После термической обработки по режиму: нормализация при 920°С, закалка с , охлаждение на воздухе, отпуск при 200°С, образцы из из вестной стали подвергали термообработке по режиму: нормализация при 950°С, отпуск при 650°С, закалка с 950 С, охлаждение в масло, отпуск при 280°С;

Механические свойства

Те ,,MIIa С. МПа | Б, Z |

At

Са

Си 0,35 Осталь1490 1760 ное 1500 . 1775 1490 1765

0,35 0,35 Осталь1490 1765 ное 1495 . 1770 1480 1760

1643064

Химические составы и свойства предлагаемой и известной сталей приведены в таблице, где плавки 1-3 и 13-15 GTHOCHTCsj к предлагаемой , стали с запредельными содержаниями легирую1ц.:х компонентов, плавки 4-12 предлагаемая сталь, плавка 16 - из- .вестная сталь.

Сочетание высоких механических свойств с высокой трещиноустойчивостью предлагаемой стали позволяет использовать ее в изделиях новой техники при изготовлении тяжелонагруженных деталей сложной конфигурации, работающих в условиях повьшеных динамических нагрузок.

Применение предлагаемой стали позволит снизить вес отливок в 1,21,3 раза за счет повышения относительного сужения при сохранении высокого уровня прочности, относительного удлинения и ударной вязкости и снизить брак по горячим трещинам с 30% до 5%.

Трещина- устойчивость

450

440 8,8 39,0 600 9,2 42,0 640 9,0 36,0 630 9,0 37,0 630 9,1 40,0 640 8,7 2,0 630

Содержание элементов, мае.

Плавка

Сг МП

SI 40,30 3,010,0 6,00,30 50,175 1,87,5 4,00,18 60,05 0,75,0 2,00,05

70,30 3,0 10,0 6,00,30 0,30 0,30

80,175 1,87,5 4,00,18 0,18 0,14

90,050,75,0 2,00,05 0,05 0,01 100,30 3,010,0 6,00,30

ЕЕ:

Нд

0,30

0,153

0,005 0,30 0,30 0,30 0,18 0,15 0,153 0,05 0,01 0,005 0,30 0,30 0,15 0,15

Са AI Си

0,30 0,15 0,01 0,30 0,15 0,01 0,30 П 0,175 ,8 7,5 4,0 0,18 120,05 7,05,0 2,00,05 130,002 0,64,5 1,40,02

140,002 0,64,5 1,50,02 0,025 0,005 15 0,002 0,6 4,5 1,5 0,02

1гО

6,0 6,0

0,35 3,0

0,003

По крайней мере один элемент из группы 57100 0,18 0,15 0,077 0,007 0,05 0,01 0,00250,0025 0,025 0,005 0,003 0,025 0,005 0,001 0,002

0,15 0,01 0,005 0,005 0,005 600

580 580