Сталь Советский патент 1982 года по МПК C22C38/38 

(5) СТАЛЬ

J

Изобретение относится к металлургии, а именно к аустенитным метаста бильным сталям.

Наиболее близкой к предлагаемой является сталь 1 , содержащая, вес.;

0,12-0,40

Углерод

7,0-10,0

Марганец

8,0-1,0

Хром

0,5-3,0

Молибден

2,0-4,0

Медь

0,5-1,0

Кремний

0,6-2,0

Ванадий

Азот 0,12-0,20

Ниобий 0,05-0,10 0,05-0,08

Церий Остальное 1

Железо

Недостатком известной стали являются низкие прочностные свойства.

Цель изобретения - повышение прочностных свойств при сохранении пластичности стали.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, хром, марганец, кремний, ванадий, железо, дополнительно содержит кальций и алю миний при следующем соотношении компонентов, вес.%:

0,08-0,5

Углерод 8,0-13,0 Марганец 12,0-1,0 Хром Кремний 0,2-2,0

Ванадий 0,15-0,5 Кальций 0,02-0,05 Алюминий 0,03-0,1 Железо Остальное

Предлагаемая сталь после закалки с ПОО°С имеет аустенитную структуру 390 Содержанке углерода в стали меньше 0,08 значительно удорожает ее выплавку. Более высокое, чем 0,5 содержание углерода затрудняет обрабатывае юсть стали резанием. Содержание марганца 8,0-13,0% в сочетании с углеродом, хромом, кремнием обеспечивает получение нестабил ной аустенитной структуры. Наличие марганца 8,0% при содержании других легирующих элементов на нижнем преде ле затрудняет получение аустенитной структуры. Увеличение содержания марганца выше 13 приводит к сильной стабилизацией аустенита по отношению к превращению при последующем испытании, что понижает предел проч-ности. Нижний предел по хрому (12) выбирают с целью обеспечения достаточную коррозионную стойкость стали. При содержании хрома выше существенно стабилизируется аустенит и появляется 6-феррит, что также ведет к снижению прочностных свойств. Содержание кремния меньше 0,2 обеспечить невозможно из-за раскисления стали ферросилицием. Наличие его более 2% при содержании хрома на верх нем, а углерода на нижнем пределе, вы зывает появление в структуре стали (5-феррита, что приводит к снижению прочностных и пластических характеристик. Ванадий вводят в сталь для получения мелкого зерна и упрочнение стали за счет карбидов. Существенное положительное влияние на свойства нормализованной или закаленной стали ванадий оказывает при содержании большем или равном 0,15%. Однако увеличение ванадия свыше 0,5% приводит лишь к незначительному увеличению предела текучести. Кальций и алюминий вводят в сталь с целью повышения как прочностных так и вязко - пластических характеристик. Они способствуют удалению шлаковых и неметаллических включений из жидкого металла, измельчению j зерна, рафинированию границ зерен. При содержании кальция менее О,02% и алюминия менее 0,03% повышение пластичности не происходит из-за слабого их влияния на структуру ме- . талла. При увеличении содержания кальция более 0,05% и алюминия более 0,1% заметного роста прочностных и пластических характеристик не наблю- . дается. Для создания данной стали были опробованы следующие сплавы, химический состав сталей и ее механические свойства после закалки приведены а табл. 1 и 2. Как видно из табл, 2, наилучшим комплексом прочностных и пластических свойств обладает сталь № 2, химический состав которой принят за оптимальный. Эта сталь после наиболее простой термообработки (закалки) имеет повышенный уровень прочности. Такая сталь является экономнолегированной и может найти применение в народном хозяйстве, как конструкционный материал, взамен дорогостоящих сталей.

Таблица 2