Нержавеющая сталь Советский патент 1993 года по МПК C22C38/50 

(56

ГОСТ 5632-72, с.16-17.

Область использования: технологическое оборудование предприятий общественного питания. Сталь содержит, мае,%: углерод 0,04-0,12; кремний 0,3-0,8; марганец 0,5-2,0; хром 17-19, никель 9-11, титан 0,35-0,8; азот 0,01-0, cepFOVOOS- 0,02; фосфор 0,008-0,035; железо осталь- мое. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии легированных сталей с особыми свойствами и может быть использовано в-общем и торговом машиностроении при-производстве современного технологического оборудования для пищевых и перерабатывающих отраслей агропромышленного комплекса.

Известны нержавеющие стали и сплавы, применяемые как конструкционный материал в указанных отраслях машиностроения.

j Однако известные марки сталей не обеспечивают требуемый уровень механических, технологических и служебных свойств и не отвечают требованиям, предъявляемым к конструкционным материалам для изделий пищевой промышленности,

; Наиболее близкой по технической сущности и составу компонентов к заявляемой композиции является аустенитная сталь 12Х18Н101 (ГОСТ 5632-72), содержа- щай|, ма с.%:

Угле род- 0,12

I Кремний 0,8 Марганец 2,0

Хром17,0-19,0

Никель9,0-11,0

Титан . 0,8

Сера 0,02

Фосфор 0,035

Железо Остальное

Сталь марки 12Х18Н10Т рекомендуется применять в виде сортового металла и горячекатаного листа для изделий различных отраслей машиностроения. Однако известный материал не обладает требуемой циклической прочностью и технологичностью при производстве тонколистового рулонного проката.

Целью изобретения является создание стали, обладающей более высоким уровнем механических и слукебных свойств по сравнению с известными аналогами, что обеспечивает повышение работоспособности и эксплуатационной надежности создаваемого технологического оборудования,

Поставленная задача достигается вйе- дением в состав заявляемой композиции оптимального количества азота, а также изменением соотношения стабилизирующих элементов (титана) к примесям внедрения.

(Л

С

h«U

X

К 4 - Ш

СдЗ

Предлагается сталь, содержащая, мас.%:

Углерод0,04-0,12 . Кремний , 0,3-0,8

Марганец0,5-2,0

Хром. 17,0-19,0

Никель9,0-11,0

Титан0,35-0,8

Азот0,01-0,06

Железо Остальное

Соотношение легирующих и примесных /элементов в заявляемой стали выбрано таким, чтобы структура и основные физико- механические свойства металла обеспечивали значительное повышение служебных и эксплуатационных характеристик создаваемого оборудования.

Введение в сталь оптимальных микродобавок азота и контролирование суммарг ного содержания примесей внедрения обеспечивает требуемый комплекс прочностных и пластических свойств тонколистового рулонного проката, что увеличивает выход годного на стадии металлургического передела и повышает работоспособность конвейерной ленты в. условиях длительной эксплуатации скороморозильных агрегатов типа СМА по производству мясных полуфаб-: рикатов. Превышение указанных в формуле изобретения пределов по содержанию суммарного содержания примесей внедрения приводит к увеличению неметаллических включений по всему сечению тонкой ленты, что снижает ее работе- способность в условиях знакопеременного циклического нагружения и низких температур.

Выбор правильного соотношения стабилизирующего элемента (титана) к суммарному содержанию (С + N) обеспечивает оптимальное сочетание основных физико- механических, технологических и коррозионных свойств металла. По величине этого отношения равной 5 и более практически весь углерод и азот в стали связаны в специальные карбиды и нитриды,что способствует более равномерному распределению хрома по всему сечению зерна и полному подавлению йклонности металла к локальным видам коррозии. При несоблюдении этого соотношения свободные атомы углерода и азота взаимодействуют с атомами хрома, образуют высокохромистые карбиды и нитриды типа СгазСе и CraN, тем самым обедняя приграничные области по хрому и повышая чувствительность границ зерен к мёжкрйсталлитной коррозии и межкрйсталлйтному коррозионному растрескиванию. Увеличение количества вводимого титана, с целью повышения отношения Ti(Cc + N), свыше указанных в формуле изобретения пределов, существенно ухудшает .технологичность стали, в частности шлифуемость и полируемость ленты на стадии отделочных операций,

Фрактографический анализ поверхности изломов образцов методом сканирования на электронном микроскопе показал, что в заявляемой стали доля вязкой составляющей в зоне разрушения заметно возрастает по сравнению с известным составом.

Содержание вводимых элементов менее указанного в формуле изобретения пределов легирования не обеспечивает требуемого положительного эффекта, а более высокое их содержание приводит к ухудшению и снижению ряда важнейших физико-механических свойств, определяющих работоспособность материала в условиях эксплуатации перерабатывающего оборудования АПК. Полученный более высокий уровень основных механических, технологических и служебных свойств заявляемой стали обеспечивается комплексным легированием заявляемой композиции в указанном соотношении с другими элементами.

В ЦНИИ КМ Прометей совместно с другими предприятиями и заводами в соответствии с планом научно-исследовательских работ отрасли в обеспечение выполнения известных Постановлений Правительства

СССР по программе Прогресс-95 и приказа Минсудпрома СССР №363 от 27.07.89 г. проведен комплекс опытно-промышленных работ по выплавке, пластической и. термической обработкам осваиваемого

тонколистового рулонного проката. Определены основные механические и технологические свойства заявляемого и известного составов.

Химический состав исследованных материалов, а также результаты определения необходимых свойств и характеристик представлены в табл.1 и 2.

Ф о р м у л а и з.о б р е т е н и я

Нержавеющая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения пластических свойств и циклической прочности, оно дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод0,04-0,12 Кремний 0,3-0,8 Марганец 0,5-2,0 Хром 17-19 Никель 9-11 Титан 0,35-0,8 Азот 0,01-0,06 Железо Остальное

при этом суммарное содержание углерода и азОта не превышает 0,16%, а отношение

Химический состав исследованных материалов

Примечание. Остальное железо.

Результаты определения механических и технологических свойств исследованных материалов

титана к суммарному содержанию углерода и азота не менее 5.

Таблица 1

Таблица 2