Сталь Советский патент 1979 года по МПК C22C38/54 

1

Изобретение относится к металлургии, в частности к нержавеющим сталям, предназначенным для изготовления деталей, эксплуатируемых в условиях интенсивного коррозирнноусталостного воздействия при кавитации и повыиенных динамических нагрузок.

Известна сталь следующего состава, весЛ:

Углерод0,06-0,08

Хром13,3 -14,3

Никель1,53-3,36

Железо , Остальное 11. Эта сталь является наиболее близкой к предлагаеь ой по технической сущнос1;и и достигаемому эффекту.

Она в литом состоянии после термического улучшения имеетследующие механические свойства:

Предел прочности,кГс/мм 75-115 Предел текучести,кГс/мм 58-87 Относительное удлинение, 18-12 Относительное сужение,%. 51-29 Ударная вязкость,КГ1см/см 8,1-4,2 Недостаточно высокий уровень ударной вязкости, особенно при нулевой и минусовых температурах, затрудняет использование этой стали для гребных винтов на судах с мелкой оса

кой и со смешанным видом плавания река-море из-за возможных случаев поломки винтов при соударениях с предметами, затонувйшми в реках. То же самое относится и к виитам ледоколов,,

Целью изобретения является повшдениё ударной вязкости и пластичности стали при сохранении высокого уровня

0 корроаионно-усталостной стойкости при

кавитации.

Это достигается тем, что предлагаемая сталь дополнительно содержит бор и кальций при следующем соотно5шении компонентов, вес.%1

Углерод0,01-0,08

Хром12,8-14,3

Никель1,70-3,2

Бор0,001-0,003

0

Кальций0,02-0,08

Железо Остальное

В стали допускается содержание примесей, вес.% серы не более 0,025, фосфора не более 0,020, кремния 5не более 0,35, марганца не более 0,06.

Состав предлагаемой стали выбран из условий максимального раскисления ее и десульфурании аустенита и

0 получаемого из него массивного мертенсита (бейнита), а также - максимального подавления ферритообразоэания в процессе нормализации. Практически полное исключение ферритооб: аэования обеспечивается введением в ::тапь бора в указанных количествах. J результате в процессе нормализации в i структуре фиксируется массивный мартенсит (бейнит), который обеспечивает получение более высокой ударной вязкости и пластичности по сравнению со структурой феррита. Введение кальция пРи остаточном его содержании 0,02-0,08% обеспечивает практически полное раскисление стали по всему объему (о чем свидетельствует наличие остаточ:ного кальция) и удаление остаточной серы из аустенита и массивного i мартенсита (бейнита) с образованием глобулярных сульфидкальциевых включений, в результате чего также обеспечивается повышение ударной вязкости и пластичности. Кроме того кальций способствует повышению жидкотекучести стали и наполняемости ли теййой формы. В табл.1 приведены составы извес ной (1) и предлагаемой 2,3) сталей Таблица.1 Продолжение табл. 1 Указ91нные стали выплавлены в открытой индукционной 100-кг печи. Условия предварительного раскисления всех сталей одинаковы ферромгфганцем. силикркальцием и алюминием. Количество вводимого силикокальция в сталях 2,3 увеличено из расчета получения остаточного содержания кальция в указанных пределах. Литые образцовые заготовки слинья подвергёцот нормализации от и отпуску при продблжительностью 2 ч с охлаждением на воздухе. Коррозионно-усталостную стойкость при кавитации испытывают, на струеударной установке МВИМУ. В качестве относительной величины стойкости принимают время испытания, соответствующее потере веса образца 8-9 мг. Относительная стойкость иэ вестной стали принимается за 100%. Результатыиспытаний представлены в табл.2. Т а б л и ц а 2

59

,73

62

2 Массивный 76 мартенсит

64

3 Массивный 80 мартенсит

8,1 5,3 100

48

16

61 14,6 10,2 130

26

57 13,2 8,9 144

21

Повышение ударной вязкости и пластичности предлагаемой стали способствует также повыиенюо корроэионно-усталостной стойкости при кавитации на 30-44% по сравнению со стойкостью известной стали,

Формула изобретения I Сталь, содержащая углеродг хром, никель и железо, отличающаяся тем, что, с. целью повышения ударной вязкости и пластичмости при сохранении высокого уровня |коррозионно-усталостной сто1Икости

ии, она дополнительно сои кальций при I следующем компонентов, вес.%|

0,03-0,08 12,8-14,3 1,7-3,2 0,001-0,003 0,02-0,08 Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кнепп Р., Дейли Дж., Хеммит Ф. Кавитация. М., Мир, 1974,. с. 490.