Литейная сталь Советский патент 1981 года по МПК C22C38/28 

(54) ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ

1

Изобретение относится к металлургии стали и литейного производства, частности к литейным низколегированным конструкционным сталям, обладающим повышенными литейными и механическими свойствами, особенно ударной вязкостью при отрицательных температурах .

Известна сталь, содержащая, вес.% Углерод0,16-0.26

Кремний1,6 -2,5

Марганец0,9 -1,5

Хром0,6 -1,4

Титан .0,02-0,08

Алюмин1 1й 0,005-0,05 ЖелезоОстальное fl .

В виде примесей сталь может содержать серу (0,005-0,045%) и фосфор (0,005-0,04%).

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является литейная сталь, содержащая, вес.%;

Углерод0,15-0,25

Кремний0,20-0,40

Марганец0,50-0,8

Хром0,80-1,10

Примеси: Никель до 0,3 Медь до 0,3

Сера до 0,06 Фосфор до 0,06 Железо Остальное 2 . Эта сталь широко применяется в химическом машиностроении при изготовлении отливок арматуры, к которым предъявляются повышенные требования по гидроплотности.

Однако эта сталь имеет относительно низкие литейные и механические свойства, что снижает качество изготовленных из нее отливок. Механические свойства стали после нормализации при 900°С и отпуска при следующие:

Предел прочности, кг/мм 45

Предел текучести, кг/мм 225

Относительное удлинение, %18 Относительное сужение, %30 Ударная вязкость

при 20°С5

при -50°С2

Известная сталь имеет относительно низкий уровень механических свойств, особенно пластичность и .ударную вязкость при отрицательных температурах. Кроме того, эта сталь характеризуется относительно невысокими литейными свойствами, что снижает гидроплотность изготовленных из нее корпусных отливок а 1атуры. . Цель изобретения - повышение гйдроплотности отливок, литейных и механических свойств. Поставленная цель достигается тем, что литейная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром и железо, дополнительно содержит алкминий, титан, ванадий, кальций, барий, магний и редкоземельные металлы при следующем соотнойюнии компонентов, вес.%: Углерод0,15-0,25 Кремний0,20-0,40 Марганец .0,50-0,80 Химический 10,190,380,56 20,180,400,72 30,250,380,80 40,220,200,50 50,150,340,46 60,200,220,55

Все опытные составы стали подвергались испытаниям на линейные и механические свойства. Из литейных свойств исследовали жидкотекучесть и трещиноустойчивость отливок, как наиболее важные свойства, во многом определяющие качество отливок.

Известная сталь

45,7 25,4 18,2 32,5

Предлагаемая сталь

40 35

30 25 52,4 33,6 34,5 53,5 51,7 33,8 33,2 31,7 В пл 0 ал ма ст пр со

Результаты испытаний, подтвержденньае актом испытаний, представлены в свободной табл. 2. Термическая обработка стандартных образцов на растяжение и ударную вязкость состояла в нормализации при 900с и отпуске при 600®С.

Таблица 2

9,3 5,0 3,2 2

12,5 11,5 9,5 6,7 12,0 10,8 9,3 . 7,2 Известная сталь 0,87 -----Предлагаемая сталь 0,84 0,02 0,08 0,100,04 0,005 0,02 0,02 0,93 0,03 0,005 0,150,005 0,02 0,005 0,03 0,80 0,0в 0,02 0,050,02 0,03 0,04 0,06 0,95 0,007 0,01 0,090,08 0,05 0,05 0,1 1,1 0,005 0,009 0,060,007 0,01 0,008 0,01 0,80-1,10 0,005-0,05 Алюминий 0,005-0,08 Титан, 0,05-0,15 Ванадий 0,005-0,08 Кальций 0,005-0,05 0,005-0,05 лагний Реэкоземельные 0,01-0,10 металлы Железо Остальное. Металл выплавляли в 160-ти килоаммовой индукционной печи ИСТО 16. процессе фракционной разливки расава обрабатывали добавками 0,15 вес.% модификатора, содержащего юминий, титан, ванадий, кальций, гний, барий и РЗМ. Хнмические соавы выплавленных опытных сталей иведены в табл. 1. Таблица 1 тав, % Как видно из приведенных результа- j тов, предлагаемая сталь значительно превосходит.известную сталь по всему комплексу исследуемых свойств. Так, жидкотекучесть и трещиноустойчивость превышает свои показатели на 35-50% и j25-35%. Предел прочности повышается незначительно, т.е. с 45,7 до 52,4 кг/см, предел текучести -с 25,4 до 34,5 кг/мм . Особенно существенно увеличиваются показатели пластичности (удлинение 25 с 18,2 до 34,5%, сужение - с 32,6 до 53,5%) и ударной вязкости во всем диапазоне исследуемых температур испытаний от до -70°С. Испытания опытной партии отливок корпусов, изготовленных из предлагаемой стали, на гидроплотность, показёши, что максимальное давление воды ,без появления течи составляет 150176 атм; по сравнению с известной сталью, рассчитанной на максимальное давление 50 атм, при одинаковой толщине стенок. Таким образом, предлагаемая литейная сталь может найти широкое применение в химическом тяжелом машиностроении для отливок арматуры, а также в других отраслях промышленности как низколегированная конструкционная стали с повышенным уровнем литейных и механических свойств.. Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемой стали в значительной степени зависит от серийности и массовости производства отливок и может составить около

Продолжение табл. 2 4, бр ув 10 де ро зо чт но ки жи ци ме ко пр -4 0 тыс. руб. в год за счет снижения ака по литейным дефектам из 15-20%, еличения выхода годного литья на -20% и повышения качества и нажности отливок арматуры. Формула изобретения . Литейная сталь, содержащая углед, кремний, марганец, хром и желе,отличающаяся тем, о,, с целью повышения гидроплотсти отливок, литейных и механичесх свойств, она дополнительно содерт алюминий, титан, ванадий, кальй, барий, магний, и редкоземельные таллы при следующем соотношении мпонентов, вес.%: 0,15-0,25 Углерод 0,20-0,40 Кремний 0,50-0,80 Марганец 0,8 -1,10 Хром О, 005-0 ,.05 Алюминий 0,005-0,08 Титан 0,05-0,15 Ванадий 0,005-0,08 Кальций 0,005-0,05 Барий 0,005-0,05 Магний Редкоземель0,01-0,10 ные металль Остальное. Железо Источники информации, инятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 503932, кл. С 22 С 38/00, 1974. 2.Сталь марки 20ХЛ, ОСТ 26-0702-72 (прототип). . .