Жаропрочная сталь Советский патент 1991 года по МПК C22C38/58 

Изобретение относится к металлургии, в частности к жаропрочной легированной стали, предназначенной для изготовления выпускных клапанов карбюраторных и дизельных двигателей, работающих при повышенных температурах (600 - 800°С),в продуктах сгорания этилированного бензина, содержащих окислы свинца, и в продуктах .сгорания дизельного топлива, содержащих окислы ванадия и соединения .

Цель изобретения - повышение твердости и прочностных характеристик при температурах до , коррозионной стойкости в продуктах сгорания топлива при сохранении технологичности.

Введение тугоплавких легирующих элементов молибдена, ниобия и ванадия при обеспечении соотношений

05 С71

О 4

О5

to

молибден + ни оби .ванадий хром

0,10

316

0,20; углерод + азот 0,9 - 1,1 способствует, помимо увеличения прочностных межатомных связей, изменению характера .распада пересыщен- жэга твердого раствора, изменению состава и морфологии упрочняющих карбидных и карбонитридных фаз - уменьшению пластинчатых выделений по границам зерен. Это снижает вероятность возникновения трещин при работе клапана, проникновения продуктов коррозии через защитную окисную пленку на основе хрома в глубь металла и приводит в результате к улучшению служебных характеристик.

Выплавку опытных вариантов стали проводят в индукционной печи емкостью 40 кг. Разливка металла проводится в слитки массой 17 кг. Слитки куют на прутки, температурный интервал ковки dl60 - 118U°C) - 850°С.

Химический состав опытных плавок приведен в табл.1, результаты исследования механических характеристик, твердости и коррочионной стойкости - в табл.2„

Механические свойства определены в соответствии с ГОСТ 1497-84 и 9651-84, длительная прочность по ГОСТ 10145-81, твердость - по ГОСТ 9013-59 и 9012-59 на образцах после термической обработки: закалка с 1190°С, 30 мин, вода + старение при 750°С, 14 ч, воздух.

Испытания на коррозионную стойкость проводят при 900°С тигельным методом с полным погружением образца в раплавы двуокиси свинца (РЬОг) или пятиокиси ванадия с добавкой 10% глауберовой соли (Ка250ф). Стойкость стали против коррозии оценивают по величине потерь. Общая продолжительность пребывания образца в расплаве 135 мин (три цикла по 45 мин). После каждого .цикла нагрева продукты кор

0

5

0

5

0

5

0

5

розии удаляют механическим путем и взвешивают образец. Результаты подсчитывают как среднее из трех циклов каждого образца для трех образцов каждой плавкио

Предлагаемая сталь имеет по s сравнению с известной более высокий уровень прочностных характеристик при комнатной и рабочей температурах и коррозионную стойкость в продуктах сгорания топлива при сохранении технологичное ТИо

Применение стали позволяет увеличить ресурс работы выпускных клапанов,,

Формула изобретения

Жаропрочная сталь, содержащая углерод, хром, марганец, никель, азот, железо, отличающая с я тем, что, с целью повышения твердости и прочностных характеристик при температурах до 800аС, коррозионной стойкости в продуктах сгорания топлива при сохранении технологичности, она дополнительно содержит молибден, ванадий, ниобий, цирконий при следующем соотношении компонентов, масс%:

Углерод 0,50-0,60 Хром20 - 24

Марганец8-11

Никель1 - 3

Азот0,30-0,60

Молибден. 0,5-1,5

Ниобий0,5-1,5

Ванадий0,5-1,5

Цирконий0,05-0,20

ЖелезоОстальное

при условии выполнения соотношений:

молибден + ванадий + ниобий „ . ,.......,-.,- ......„,, о,10хром0,20; углерод + азот 0,9 - 1,1„

Таблица I