Мартенситностареющая сталь Советский патент 1985 года по МПК C22C38/12 

со

Од

4; 1 Изобретение относится к металлур гии, конкретнее к высокопрочным мар тенситностареющим сталям. Цель изобретения повышение про ности стали при Сохранении пластичности . Влияние легирующих элементов на свойства стали заключается в следующем. Марганец позволяет получить мартенситную структуру при охлаждении на воздухе из области тг-фазы. Вольфрам обеспечивает упрочнение стали при старении мартенсита. Кобальт способствует образованию порядка между атомами Fe и Со и умень шает растворимость вольфрама в ск твердом растворе, что приводит к повышению прочности при старении сплава. Церий способствует рафиниро ванию стали и повышает пластические свойства. Алюминий повышает прочнос ные свойства стали в состаренном состоянии. В предлагаемой стали кобальт, це рий и алюминий вводятся для повышения прочности стали. Цределы содержания .легирующих элементов определя ются характером их влияния на струк туру и свойства стали. Марганец вводится в сталь для по лучения структуры безуглеродистого мартенсита, имеющего высокую прочность и пластичность. Уменьшение со держания марганца менее 7 мас.% при водит к образованию мартенситной структуры с невысокой прочностью по ле старения. При концентрации марган ца более 12 мас.% прочность сплава снижается вследствие формирования в структуре данной стали стабилизиро ванного аустенита. Вольфрам способствует упрочнению стали при старении мартенсита вследствие выделения интерметаллидной фазы. Уменьшение содержания вольфрама менее 5 мас.% слабо упрочняет сталь Увеличение содержания вольфрама более 15 мас.% приводит к снижению пластичности вследствие появления в аустените избыточной интерметаллидной фазы. Кобальт вводится в сталь для уменьшения растворимости вольфрама в ui -твердом растворе, что способ82ствует повышению прочности при старении мартенсита. Кобальт также приводит к установлению ближнего порядка между атомами железа и кобальта. Уменьшение содержания кобальта менее 2,0 мас.% не оказывает влияния на упрочнение. Увеличение содержания кобальта более 10 мас.% приводит к снижению пластичности стали вследствие образования в структуре дальнего порядка между атомами железа и кобальта. Церий вводится в сталь как рафинирующая добавка, измельчающая зерно и повьш1ающая тем самым пластические свойства стали. Введение церия в количестве более 0,1 мас.% приводит к снижению пластичности изза выделения его по границам зерна. В количестве менее 0,005 мас.% церий рафинирующего влияния на сталь не оказывает. Алюминий повышает уровень прочности стали при старении мартенсита вследствие вьщеления более дисперсной интер1 еталлидной фазы.Уменьшение содержания алюминия менее -0,1 мас.% не оказывает влияния на прочность. Увеличение содержания алюминия более 1,0 мас.% снижает пластические свойства вследствие выделения избыточной интерметаллидной фазы по границам зерен. Содержание углерода от 0,005 мас.% определяется его наличием в технически чистых шихтовых материалах, применяемых при выплавке. Увеличение содержания углерода более 0,03 мас.% ведет к снижению пластичности вследствие образования карбидов . Составы сталей приведены в табл. 1. В табл. 2 приведены механические свойства исследованных сталей при комнатной температуре (режим термообработки: ковка + старение при , 2 ч). Использованиепредлагаемой стали, имеющей более высокую прочность, позволяет существенно снизить расход металла для изготовления изделий, что приводит к снижению веса конструкций и уменьшению расхода легирующих элементов.

Содержание компонентов, м.,%

Состав

С .МпW МоSiTiAl СеСо Fe

0,005

10,211,90,02

12,05,0

0,03

7,015,0, 0,03

17,00,42,2

Таблица 1

0,70,005 2,0 Остальное

0,10,1 10,0 ,00,02 6,2

0,6 --

МАРТЕНСИТНОСТАРЕКЙЦАЯСТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, вольфрам, железо, отличающаяt я тем, что, с целью повьшения прочности при сохранении пластичности, она дополнительно содержит кобальт, церий и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: - Углерод0,005-0,03 Марганец7,0-12,0 Вольфрам5,0-15,0 Кобальт2,0-10,0 Церий0,005-0,1 Алюминий0,1-1,0 ЖелезоОстальное с S

(известный)

112

Таблица 2

120

40