Коррозионно-стойкая магнитомягкая ферритная сталь Советский патент 1992 года по МПК C22C38/28 

сл

С

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в судовом и энергетическом машиностроении. Цель изобретения - повышение сопротивления хрупкому и усталостному разрушениям, снижение склонности к магнитному старению и межкристаллитной коррозии. Сталь дополнительно содержит молибден, титан, азот и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,005-0,015; кремний 0,05-0,3; марганец 0,10-0,28; хром 15,5 - 16,5; молибден 0,3-0,6; титан 0,05- 0,2; иттрий 0,005-0,05; азот 0,005-0,02; сера 0,005-0,015; фосфор 0,005-0,015; железо остальное, при условии, что суммарное содержание углерода, азота и марганца не должно превышать 0,3; отношение титана к углероду должно быть не менее 10. 2з.п.ф- лы, 2 табл.

Изобретение относится к металлургии легированных сталей и сплавов, содержащих в качестве основы железо и хром, и может быть использовано в судовом и энергетическом машиностроении при производстве магнитопроводов различных дистанционно управляемых исполнительных устройств и механизмов.

Целью изобретения является создание стали, обладающей более высокими характеристиками сопротивления хрупкому и усталостному . разрушениям, а также коррозионной стойкостью по сравнению с известным материалом, что обеспечивает повышение надежности и работоспособности электромагнитных тяговых устройств в условиях длительной эксплуатации судовой трубопроводной арматуры.

Поставленная цель достигается изменением соотношения основных легирующих

элементов и введением в состав стали оптимальных количеств молибдена, титана, иттрия, азота. При этом содержание серы и фосфора ограничено до 0.015 мас.% каждого. При большем содержании этих элементов сталь приобретает повышенную чувствительность к отпускной хрупкости и коррозионному растрескиванию под напряжением в хлоридсодержащих средах.

Предлагаемая сталь содержит, мас.%: углерод 0,005-0,015; кремний 0,05-0,3; марганец 0,10-0,28; хром 15,5-16.5; молибден 0,3-0,6; титан 0,05-0,2; иттрий0,003-0,005; азот 0,005-0,02; железо остальное.

Соотношение указанных легирующих элементов выбрано таким образом, что сталь после соответствующей термической обработки обеспечивает значительное снижение порога хладноломкости, повышение

VI

hO

N

VI

ю о

сопротивления хрупкому, усталостному и коррозионному разрушениям.

Введение легирующих добавок Mo, TI и РЗМ в указанном соотношении с другими элементами улучшает ее структурную ста- бильность и положительно влияет на повышение важнейших механических свойств, определяющих надежность и работоспособность конструкции магнитопроводов в условиях ударного и знакопеременного циклического нагружений, Обладая способностью эффективно упрочнять твердый раствор и увеличивать дисперсность зерна, молибден и титан в сочетании с микродобавками иттрия повышают сопротивление металла усталостному разрушению и упругой деформации и, в частности существенно возрастает такая важная расчетная характеристика как предел текучести, благотворно влияют на процессы тепловой хрупкости, снижая чувствительность стали к этому виду охрупчивания, что имеет важное значение для магнитопроводов судовой электромагнитной арматуры в условиях длительной эксплуатации.

Подавлению процессов, приводящих к МКК и коррозионному растрескиванию сварных соединений, способствует также и введение небольших добавок титана, являющегося наиболее активным стабилизиру- ющим элементом.

Увеличение содержания иттрия приводит к заметному ухудшению магнитных свойств и охрупчиванию хромистого ферри- та, что вызвано образованием и выделением избыточных фаз и неметаллических включений.

Пример. Проводят лабораторные и опытно-промышленные плавки в открытых индукционных, плазменно-дуговых и вакуумных индукционных печах с использованием чистых и особо чистых шихтовых материалов, а также пластическую и термическую обработку металла.

Химический состав исследованных материалов, а также результаты определения их физико-механических свойств и коррозионной стойкости представлены в табл. 1,2.

Таким образом, эксплуатационная на- дежность и ресурс работы тяговых электромагнитных приводов исполнительных механизмов увеличиваются за счет повышения характеристик сопротивления металла

хрупкому и усталостному разрушениям, а также его коррозионной стойкости.

Склонность материала к хрупкому разрушению определяют в процессе сериальных испытаний на удар по критерию Г so. т.е. температуре, при которой в изломе ударного разрушения содержится 50% вязкой составляющей, а также по критическому коэффициенту интенсивности напряжений, определяемому при испытании образцов на растяжение.

Фрактографический анализ поверхности излома образцов, проведенный методом сканирования на растровом электронном микроскопе, показывает, что доля вязкой составляющей в зоне разруше - ния сварных соединений предлагаемой стали существенно выше, чем у известного сплава.

Стабильность магнитных характеристик исследуемых составов, характеризуемая коэффициентом старения Кнс, определяют после длительных тепловых выдержек на магнитное старение по режиму, рекомендованному ГОСТ 21427-75, 150° С, 200 ч на воздухе.

Определение угла загиба образцов сварных соединений, полученных аргоно- дуговой сваркой, производят после кипячения их в реактиве. Величину угла определяют по началу образования трещин в околошовной зоне.

Формула изобретения

Примечание. Содержание серы и фосфора в кавдом составе составляет в пределах 0,005-0,015 мае.t

Примечание. Результаты механических испытаний усреднены по трем образцам на точку

Определение механических свойств исследуемых составов проводят после стабилизирующего отжига при 750° - 2 ч.

40

Таблица

Таблиц а 2