Сталь Советский патент 1980 года по МПК C22C38/24 

(54) СТАЛЬ

Изобретение относится к области металлургии, а именно к низколегированным высокопрочным сталям для литых изделий, работающих при пониженных температурах.

Известна сталь, содержащая, вес.%

Углерод 0,22-0,30

Кремний 0,20-0,42

Марганец 1,40-1,80 .

Хром0,7-1,0

Молибден 0,1-0,2

Железо Остальное.

Эта стсшь обеспечивает предел прочности 70 кг/мм , предел текучести 55 кг/мм , отйосительноэ удлинение 20%, относительное сужение 35%, ударную вязкость при - 10 кг м/см, а при - 60°С 6 кг м /см 1 ,

Данная сталь не обеспечивает достаточно хорсдаее сочетание прочностных,, пластических свойств и ударной вязкости.

Наиболее близкой к предлагаемой яаНяется сталь, содержащая, вес,%:

Углерод 0,16-0,22 - Марганец1,5-2,0

Кремний0,45-0,8

Хром0,4-0,7

Алюминий.0,03-0,06

Иттрий.0,02-0,15

ЖелезоОстальное

Известная сталь имеет предел прочности 63 кг/мм, предел текучести 54,7 кг/мм, относительное удлинение 22,2%, ударную вязкость при

-(-20°С - 18,8 кг м/см

а при -60 С 14,9 кг м/см 2 ,

to

Данная сталь обеспечивает высокие значения ударной вязкости, особенно при отрицательной температуре, однако для изделий, работающих при больших нагрузках, наряду с повышенной

15 хладостойкостью требуется и повышенная прочность, в сочетании с достаточной пластичностью.

Цель изобретения - повьлиение прочности,, при сохранении удовлетвори20тельной пластичности и ударной вязкости.

Цель достигается тэ«1,что сталь, содержашая углерод, марганец, крем25 НИИ, хром, иттрий и железо, дополнительно содержит ванадий, азот и кальций при следующем соотношении компонентов вес,%:

Углерод0,12-0,24

2Q Марганец0,7-1,5 0,6-1,3 KpQviHHft 0,7-1,5 0,03-0,1 Иттрий 0,05-0,18 Ванадий 0,010-0,035 0,005-0,05 Кальций Железо Остальное Повышение прочностных свойств достигается за счет более высокого содержания хрома и кремния и введения ванадия и азота, а высокие плас тические свойства и хорошая ударная вязкость обеспечиваются легированием стали азотом и микролегированием иттрием и кальцием. Дополнительное введение ванадия (0,05-0,18 вес.%) и азота (0,0100,035%) приводит к образованию мелкодисперсных нитридов ванадия. Благодаря этому повышаются прочностные свойства. Введение в сталь кальция в пределах 0,005-0,05 вес.% приводит к очищению границ зерен и изменению их энергетического состояния. Кроме Плав-Химический соста LJllI LQ l l l l Предлагаемая 5510,24 0,6 0,7 0,70 0,05 5520,18 0,95 1,0В 1,09 0,11 5530,12 1,30 1,49 1,47 0,18 Известная 4 Ох.1б 1.5 0,22 0,8 2,0 0,7 Механичес Плавка, Предел Предел № прочности, текучести, кг/мм кг/мм

91,5

70,4 93,0 70,2

85,5

64,0 86,0 63,8

57,1

79,1 56,4 79,2

63,0

54,7

63,0

9,2

7,5 62,1 9,3 7,7 8,0 9,0

8,2

65,5

12,1 11,8 66,1 7,8 12,0 8,3

69,5

9,1

13,1 9,4 13,0 69,3

13,3 9,0

22,2

18,8

14,9 того кальций предохраняет металл от повторного окисления при разливке. Сталь выплавляется в индукционной печи с основной футеровкой емкостью 60 кг. Азот вводят в печь в виде азотированного феррохрома. Иттрий и кальций вводятся в ковш в виде лигатур. Пробные бруски отливаются по ГОСТ 7832-65. После термической обработки по режиму: нормализация при 920-950с 1 ч, сталь обеспечивает: 79-92 кг/мм Предел прочности 56-70 кг/мм Предел текучести Относительное 21-28% удлинение Относительное 62-69% сужение Ударная вязкость при +20С 9-13 кг м/см Ударная вязкость при 7,5-9,Окгм/см Химический состав исследованных сталей и их свойства приведены в табл. 1 и 2. Таблица 1 ных плавок, вес.% .-Lj-... 10 0/024 0,023 -0,03 0,005 23 0,03 0,032 -0,07 0,02 35 0,032 0,031 - 0,11 0,05 О 03 О 03 0,06 0,15 Т и ц ойства опытных плавок тель- Относи-Ударная вязкость, лине- тельное кг м/см сужение,1 %при I при

Результаты изучения свойств стали показывают преимушество прочностных свойств предлагаемой стали по сравнению с известной.

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, иттрий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности, при сохранении удовлетворительной пластичности и ударной вязкости, она дополнительно содержит ванадий, азот и кальций при следующем соотношении компонен.тов, вес.%:

0,12-0,24 0,7-1,5

0,6-1,3

0,7-1,5

0,03-0,1

0,05-0,18

0,010-0,035

0,005-0,05

Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 395487, кл. С 22 С 38/38, 1972.