Аустенитная немагнитная сталь Советский патент 1981 года по МПК C22C38/12 

Изобретение относится к металлургии, в частности к испытанию немагнит ных сталей, и может бытьиспользовано в специальном машиностроении для немагнитных деталей машин и приборов, работающих при нормешьной и пониженной температурах. Известна аустенитная сталь следующего химического состава, вес.%: Углерод0,5-0,9 Марганец 14,0-18,0 Никель , 8,0-12,0 Ванадий , 0,7-1,5 . Железо . Остальное Обработка такого сплава включает . закалку от и старение при 65Сг в течение 15-20 ч. После указанной термической обработки сталь 40Г14Н9Ф имеет следунадие механические свойства . до 120 кгс/мм, 6fta до 100 кгс/лвя при d 20-25% иУ 40-45% .nj. Прочностные свойства указанной ста ли сра внительно невелики, а пластичность снижается при уменьшении темпе ратуры,.поэтому данная сталь непригодна для использования в изделиях работаюсЕЩХ при больших механических нагрузках и пониженной температуре. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является аустенитная немагнитная сталь Г2 следующего состава, вес.%: Углерод0,45-0,55 Никель18,2-20,0 Марганец12,5-15,0Алюминий4,5-5,0 Валалий1,5-2,0 ЖелезоОстальное Известная сталь после закалки при 1150 С и последукицего старения при в течение 12 ч имеет следующие механические свойства: Предел прочности, кг/мм 170 Предел текучести, кг/мм Относительное удлинение, %, , 9 Относительное удлинение, % . при минус 10 при Минус 60 С 8 Недостатком известной стали является низкая пластичность при отрицательных температурах. Кроме того, себестоимость данной.стали высокая из-за наличия в ее составе большого содержания никеля.

Цель изобретения - повышение пластических свойств при отрицательных температурах.

Указанная цель достигается тем, что сталь содержит компоненты при следующем соотнгалении, вес.%: Углерод0,4-0,45,

Марганец 10,5-13,5 Ванадий1,6-2,

Никель9-10

Алюминий5,0-6,6

ЖелезоОстальное

Этот состав обеспечивает повышение пластичности при понижении рабочей температуры стали. Старение стали позволяет значительно увеличить прочностные свойства благодаря появлению в аустенитной матрице карбидов ванадия и интерметаллидных частиц на основе химического соединения никеля и алюминия. Температура и продолжительность старения выбираются так, чтобы точка М ц была ниже рабочей те пературы изделия (Тр), а точка М(Тр (Mcf - температура появления 1% ферромагнитной d-фазы при пластической деформации). В этом случйе немагнитная сталь при низкой температуре Тр становится способной к мартенситному превращению при растяжении (при напряжениях С 6 9,2. 2 процессе определения механических свойств), что приводит к релаксации пиковых, локальных напряжений, предотвращает зарождение и развитие трещин и является причиной повышения пластичности.

Пример выполнения. Слитки весом 10 кг выплавляют в открытой индукционной печи ЛПЗ-37 и проковывают в прутки сечением 15x15 мм при

температуре 105О-115О с. В табл. 1 приведен химический состаВ исследуемых сталей. После закалки прутков от 1150с в воде сталь имеет следующие механические свойства:iJ 70-88 кгс/мм 5Ъ,2 35-40 кгс/мм, 32-45%, 61-70%, . Закаленную сталь старят при температуре . Изотермическая выдержка стали в течение 2-18 ч позволяет получить следующие механические свойства см. табл. 2-4) 6ъ 115-117 кгс/мм, , 851бО кгс/мм, rf 30-5%, ч/ 61-11%. Растяжение стали при комнатной температуре не приводит к заметному мартенситному превращению, количество оС- мартенсита деформации не превышает 2%. Когда температура растяжения {рабочая температура) понижается, ин тенсивность мартенситного Я превращения возрастает и при некоторой оптимальной кинетике этого превраи ения пластические свойства имеют наибольшие значения, механические свойства и количество об- мартенсита деформации стали З.при отрицательных температурах табл. 5 . Для сплава с механическими свойствами, равными при 20°С cooTBeTCTBeHHO:( кгс/мм кгс/мм, (12%, У 14%, растяжение при температуре - 60с (оптимальная кинематика превращения) позволяет повысить пластические свойства до следующих значений: с 23% , .

Оценка экономической эффективности показывает, что стоимость предлагаемой стали на 248 р. меньше стоимости известной, что обеспечивает значительный экономический эффект.

Таблица 1

Механические свойства стали 1, закаленной от и состаренной при

Термообработка, (J,, кгс/мм {до-ч кгс/мм

dg кгс/мм- I С - ч I

Таблица 2

Механические свойства и количество оС -мартенсита деформации стали 3, закаленной от и состаренной (бОО°С - 4,б) при различных температурах испытания

Таблица 3

Таблица 5