Сталь Советский патент 1980 года по МПК C22C38/50 

1

Изобретение относится к области металлургии стали, в частности к ли .тёйным сталям, обеспечивающим выСО куй гидроплотность изготовленных йэ нее отливок и обладающим высокими коррозионной стойкостью, литейныад и механическими свойствами.

Известна сталь, содержащая,вее.%:

Углерод Да 0,07 Кремний До 0,ео

Марганец До 0,80

Хром 19-21

Никель -24-26

Молибден 2,3-3,0

Титан 0,4-0,7

Медь 1,8-2,2

Железо Остальное tl Данкая сталь является наиболее близкой к изобретению По техки 1еской сущности и достигаемому результату.

Недостатки известной стали - Низкие коррозион{|ая стойкость, литейные и механические свойства, гидропло ность отливок.

Целью изобретения являются повышение коррозионной стойкости, литейных и механических свойств, гидроплртности отливок..,

Для достижения цели предлагаемая сталь дополнительно содержит аЛюмиНИИ, кальций, магний и редкоземельные Металлы при следующем соотноше ни-й компонентов, вес. % :

0,02-0,07

-, УглероЦ

0,4-0,8

. Крёмнйй : 0,4-0,8 Йа ргайец

Хром f 19-21 24-26

Никель 2,3-3,0 Молибден

10 0,4-0,7 Титан. 1,8-2,2 Медь 0,01-0,05

Алюминий 0,005-0,08 Кальций 0,001-0,05 Магний

15

Редкоземельные

0,01-0,1 металлы Остальное Железо

Целесообразность введения в состав стаЛи алюминия связана с его положительным влиянием на ее техно20логические и механические свойства. Алюминий, связывая свободный азот. Образует нитриды, которые оказывают на сталь модифицирующее действие, яв25ляясь регулятором аустенитного зерна. При этом заметно повышаются прочностные свойства стали. Кроме того, при условии содержания алюминия в стали легкоплавкие неметаллические 30 включения, осаждаясь на тугоплавких;

включениях глинозема,образуют более благоприятные глобулярные включения, легко удаляемые из стали. Одновременно очищаются границы зерен от вредных примесей, а структура становится более однородной и гомо енной, что в итоге способствует повышению , мехайичёских свойств стали.

Дополнительное введение в состав стали кальция, ма;гния и РЗМ способствует дйспергированшо нитридныз вклюЛ ений и более равномерному их распределению в объеме металла. Но более важнЬюл является их исключительно благоприятное влияние на структуру стали, форму, количество и характер распределения неметаллических включений. Общее содержание включений после введения в сталь этих элементо снижается почти в два раза, одновременно обеспечивается глубокое рафинирование и дегазация стали, сопрово/адающиеся очищением границ зерен,а также равномерное перераспределение сложных карбидов. В итоге существенно повышаются литейные и пластические свойства стали, особенно ударная вязкость.

Совместное введение кальция, магния и РЗМ сопровождается измельчением аустенитной структуры и более равномерным распределением сигма-фазы в межосных участках и по границам зерен. При этом общее количество сигма-Фазы снижается.

Металл выплавляли в 150 кг индукционной печи. Химические составы опытных сталей приведены в,т.бл.1 (сталь № 1 - известная; сталь 2-8предлагаемая).

Таблица 1

При исследованиях литейных свойст стали определяли ее жидкотекуче.сть и линейную усадку, как наиболее важные свойства, во многом определяющие качество отливок. Жидкотекучесть при постоянной температуре перегрева рас плава изучали на спиральной пробе в сухой форме из жидкортекольной смеси Линейную усадку стали фиксировали на приборе Большакова. Механические свойства стали исследовали путем испытания на растяжение и ударную вязкость общепринятых стандартных образцов, изготовленных из заготовок, полученных по выплавляемым моделям.

Термическая обработка образцов включала закалку в воде от 1200 С.

Одновременно с исследованием литейных и механических свойств стали определяли гидроплотность изготовленных из нее отливок арматуры. Испытания на плотность производили водой при различном давлении. Признаком брака является появление в отливке течи и потения при определенной величине испытательного давления.

Результаты гидравлических испытаний, литейных и механических свойств приведены в табл. 2 (сталь № 1 -известная сталь .W 2-8 - предлагаемая)

Гидроплотность отливок из предла1гаемой стали поднялась с 75 до 150 атм при максимальной толщине стенок 20 мм. Жидкотекучесть повысилась с 410 мм до 555-590 мм,что составляет увеличение на 35-45%.Линейная усадка снизилась с 2,62 до 2,34-2,46%.

Испытания на коррозионную стойкость известной стали 5Х20Н25МЗД2ТЛ и предлагаемой стали проводили на образцах, закаленных в воде от 1100С. В процессе испытаний определяли скорость коррозии образцов в концентрированной серной кислоте и 65%-ной азотной кислоте при температурах кипения. Объем растворов постоянный(600 мл). Продолжительность испытаний 48 ч. На каждый вариант

Таблица 2

ОПЫТНОЙ стали испытывали по Т15И образца.

Коррозионную стойкость оценивали по потере веса образцов за период испытаний. Кроме испытаний на коррозионную стойкость проводили испытания на стойкость опытных сталей к межкристаллитной коррозии (МКК)по методу AM (гост 6032-58) в течение

24 ч.Склонность к МКК оденивали как; методом загиба образцов на угол 90, так и металлографическим методом.Испытания на МКК показали, что образцы из всех опытных сталей составов

№ 1-6 простояли без признаков МКК в течение 24 ч.

Результаты испытаний образцов на коррозионную стойкость приведены в табл. 3 (сталь 1 - известная;сталь № 2-8 - предлагаемая).

Таблица 3 Из приведенных результатов следув, чфо по скорости коррозии и промицаеьюсти предлагаемая сталь составов 2-6 Гёск«Я1 6 п 5ё воЬзс5дйт известную сталь 5Х20Н25МЗЛ2ТЛ, ЧТОБ кo 4плёkce с более высокими гидроHJibTHOCtb, литейными и механическими свойствами позволяет рекомендоват ее для химического маитностроения при иэ чэтовлении отливок арматуры, стойких в серной кислоте и других агрессивных средах.; |&о1)мула изобретения ЙтаШ; сбдержаадая угЯероД, крем нйй, 1Йар Р&йец,хром, ни|5ель, 1лолк&дан, Btafe,ife tb W 1ic®t o, а at а и с я тем, что, с целью Ш ввйгёййй йоррозйрннъй стойкости, л теййьп и Шханических свойств, гидporoipTHCtulH с тливок, она дополниПродолжение табл.3 ьно содержит алкяниний, кальций, ний и редкЪземельные металлы при дующем сботношс нии компонентов, .%: - - , Углерод0,02-0,07 Кремний . 0,4-0,8 Марганец-0,4-0,8 Хром19-21 Никель24-26 Молибден2,3-3,0 Титан0,4-0,7 Медь1,8-2,2 АЛЮМИНИЙ . 0,01-0,05 Кальций0,005-0,08 Магний0,001-0,05 Редкоземельные . металлы 0,01-0,1 ЖелезоОстальное Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1. сталь 5Х20И25МЗД2ТЛ. ОСТ 25-07-72. л ., : - ;