Сталь Советский патент 1989 года по МПК C22C38/54 C22C38/58 

1

Изобретение относится к металлургии, в частности к высокопронным свариваемым конструкционным сталям, используемым в машиностроении и тяжелонагруженных конструкциях, для изготовления рабочих колес компрессоров различного назначения и нагнетателей природного газа, а также может быть использовано для производства отливок и крупных поковок.

Цель изобретения - повышение механических свойств и коррозионной стойкости под напряжением.

Предлагаемая сталь дополнительно содержит сильные карбидо- и нитридооб- разующие элементы, с помощью которых после термоулучшения реализуется эффективный механизм карбонитридного упрочнения и достигается существенное повьштение прочности стали, ВвеХ

ю

дение в состав стали химически активных элементов кальция и редкоземельных элементов благоприятно изменяет неметаллическую Лазу, повышает пластичность и ударную вязкость, очищает и упрочняет границы зерен. За счет конкурентной поверхностной активности по отношению к сере они предотвращают межзеренное разрушение при коррозии в сероводородных средах под напряжением. Все это реализуется при определенном суммарном содержании алюминия, кальция и РЗМ и определенном соотношении суммы ванадия, ниобия, титана и тантала и суммы углерода и азота.

П р и м е р. В индукционной печи ИСТ006 было вьшлавлено 5 составов предлагаемой стали и известная сталь Химический состав сталей приведен в табл. 1. Плавки разливали в сливки массой по 25 кг. Из слитков вырезали продольные темплеты дпя исследования ь1акроструктуры и заготовки образцов для определения механических свойств и коррозии под напряжением. Коррозию под напряжением определяли в часах на 5-кратных образцах ф 6 мм в насьаценном водном растворе сероводорода, являющегося составной частью природного и конверторного газов. Напряжения составляли 100,95 и 90% от предела текучести.

Изучение макроструктуры показало, что слитки предлагаемой и известной стали имели плотную и примерно равноценную макроструктуру.

Заготовки образцов на механические свойства и коррозионную стой-г кость проходили гомогенизацию при 1150°С в течение 5ч, нормализацию при 1 ч, закалку в воде с 930°С после вьщержки 1 ч и отпуск при 630°С в течение 5ч.

Результаты испытаний механических свойств и коррозионной стойкости приведены в табл. 2.

Сравнительное изучение свойств стали показало, что дополнительное введение в состав стали гитана, тантала, кальдая и РЗМ и при аналогичной термической обработке повышает на 30-190 Н/мм прочность при близкой или более высокой .пластичности, ударная вязкость при комнатной температуре увеличивается на 25-50%, а при 50 с - на 40-60%. Коррозионная стойкость под напряжением в 2,5-3 раза больше, чем эта же характеристика для известной стали. Это объясняется уменьшением сегрегации вредных примесей на границах и упрочнением границ зерен.. .

Формула изобретения

51. Сталь, содержащая углерод,

марганец, кремний, хром, никель, молибден, бор, алюминий, ниобий, ванадий, медь, азот и железо, отличающаяся тем, что, с целью 0 повышения механических свойств и коррозионной стойкости под напряжением, дополнительно содержит титан, тантал, кальций и редкоземельные металлы при следующем соотноше- 5 НИИ компонентов,. мас,%:

Углерод

Марганец

Кремний

Хром 0 Никель

Молибден

Бор

Алюминий

Ниобий

Ванадий

Медь

Азот

Титан

Тантал

Кальций

Редкоземельные

металлы0,005-0,050

ЖелезоОстальное

2. Сталь по п. 1, отличающаяся тем, что суммарное содер5

0

5

0

0,06-0,24 0,60-2,30 0,12-0,60 0,60-2,30 0,10-1,60 0,20-0,50

0,001-0,004 0,01-0,12

0,005-0,100 0,05-0,15 0,10-0,80

0,005-0,020 0,01-0,06

0,001-0,010

0,001-0,010

жание алюминия, кальция и редкоземельных металлов, составляет 0,016- 0,18 мас.%.

3. Сталь по п. 1, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что отношение суммарного содержания ванадия, ниобия, титана и тантала к суммарному содержанию углерода и азота составляет 0,25-4,9.

Таблица 2|

Изобретение относится к области металлургии, в частности к высокопрочным свариваемым конструкционным сталям, используемым в машиностроении и тяжелонагруженных конструкциях, и может быть предназначена для изготовления тяжелонагруженньк рабочих колес компрессоров различного на- значения и нагнетателей природного, газа, а также для производства отливок и крупных поковок. Цель изобретения - повышение механических свойств и коррозионной стойкости под напряжением. Лля этого сталь дополнительно содержит титан, тантал, калыщй и редкоземельные металлы. Сталь имеет следующий химический состав, мае. %: углерод 0,06-0,24, марганец 0,60- 2,30, кремний 0,12-0,60, хром 0,60- 2,30, никель 0,10-1,60, молибден 0,20-0,50, бор 0,001-0,004, 0,01-0,12, ниобий 0,005-0,10, ванадий 0,05-0,15, медь 0,10-0,80, азот 0,005-0,020, титан 0,01-0,06, тантал 0,001-0,010, кальций 0,001-0,010, редкоземельные металлы 0,005-0,050, железо остальное. При этом суммарное содержание алюминия, кальдая и ред- коземельных металлов составляет 0,016- 0,18 мас.%, а отношение суммарного содержания ванадия, ниобия, титана и тантала к суммарному содержанию углерода и азота составляет 0,25- 0,49. 2 з.п.ф-лы, 2 табл. (Л У

П {i и м в ч а н и а. Н.р. образец яе раэрувается за 2400 ч.

Составитель С. Деркачева Редактор Л, Зайцева Техред Л.ОлийныкКорректор Л. Патай

Заказ 7521/23

Тираж 576

ВНИИ.ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное