Сталь Советский патент 1982 года по МПК C22C38/50 

(54) СТАЛЬ

Изобретение относится к области металлургии и литейного производства, в частности к сталям для отливок атомного и гидротурбинного оборудования .

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

0,01-0,06

Углерод 0,10-0,30

Кремний 0,30-0,60

Марганец 12,0-13,5

Хром

Никель

2,8-3,2 0,80-1,3

Медь

Церий . 0,005-0,15

ЖелезоОстальноеНедостатками этой стали являются крупнокристаллическая структура, невысокие жидкотекучесть, трещиноустойчивость отливок, пластичность и ударная вязкость, что снижает качество изготовленных из нее отливок. Целью изобретения является измельчение структуры, повьвиение жидкотекучести, трещиноустойчивости, пластичности и ударной вязкости.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь

редкоземельные металлы, железо, дополнительно содержит алюминий, титан, кальций, при следующем соотношении компонентов, вес.%;

0,01-0,06

Углерод 0,10-0,30 Кремний 0,30-0,60 Марганец 12,0-13,5 Хром

2,5-3,5 Никель

10 0,80-1,30 Медь Редкоземель0,005-0,08 ные металлы

0,01-0,05 Алюминий

0,01-0,10 Титан

15

0,005-0,05 Кальций Железо

Остальное

Дополнительное введение в состав стали алюминия, титана и кальция объясняется их благоприятным влия20нием на ее структуру. Все эти элементы измельчают структуру стали, что сопровождается очищением межзеренных границ и более равномерным перераспределением неметаллических вклю25чений. Последние к тому же приобретают глобулярную форму, что особенно важно для пластичности и ударной вязкости стали. Одновременно улучшаются жидкотекучесть и трещиноустойчивость

30 отливок. Алюминий и, особенно, титан сйязывашт свободный азот в тугоплавкка нитриды и нейтрализуют его вдерное влияние на свойства стали. Металл выплавляли в 160 - кг индукционной печи. При фракционной разливИзвестная сталь

0,04 0,28 0,32 13,1 Описанная сталь

Опытные составы подвергались метал лографическому изучению и исследованиям па литейные и механические свой;ства. При металлографическом исследовании определяли размер зерна. Из литейнрлх свойств исследовали жидкотекучесть и трещиноустойчивость, как наиболее важные, во иногом определяю;дие качество отливок.

Механические испьп/ания проводили на общепринятых образцах на разрыв

Известная сталь Предлагаемая сталь

20 20

2,7

0,93 0,02

и ударную вязкость, изготовленные и опытных форм по выплавляемым моделям.

Результаты испытаний представлены в табл. 2. Термическая обработка опытных образцов для механических испытаний включает: нормализацию при , охлаждение на воздухе, нормализацию при 800®С, охлаждение на воздухе, отпуск при .

Таблица2

В1 64 20 63 17,0

81бб 30 78 24,3

8267 29 77 22,6 ке сталь модифицировали добавками комплексной лигатуры, содержащей кальций, РЗМ, алюминий, титан и никель. (Химический состав выплавленных сталей приведен в табл. 1. Т Ъ блица Из табл. 2 можно заключить, что предлагаемай сталь составов 2-5 заметно превосходит известную сталь состава 1 по всему комплексу исследуемых свойств, Так жидкотекучесть и трещиноустойчивость повышается на 15-40%. При практически постоянных прочностных характеристиках, относительные удлинения, сужениеи удар ная вязкость повышается соответственно с 20 до 26-30%, с 63 до 74-78% и с 17,0 до 21,3-24,3 кгсм/с что составляет улучшение на 30-50%, 17-20% и 25-40%. При этом: размер ба ла зерна стали увеличивается с 7-го до 10-го. Более высокий уровень свойств предлагаемой стали позволяет рекомендовать ее для широкого применения в атомном и гидротурбинном оборудовании вместо известной стали Весьма важным является то, что т нология выплавки стали не отличается от существующей. Формула изобретения Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь.

Продолжение табл. 2 коземельные металлы.и железо, личающаяся тем, что, елью повышения жидкотекучести, щиноустойчивости, пластичности дарной вязкости, она дополнительсодержит алюминий, титан, кгшьций следующем соотношении компонен, вес.%: 0,01-0,06 Углерод 0,10-0,30 Кремний 0,30-0,60 Марганец 12,0-13,5 2,5-3,5 Никель 0,80-i,30 Редкоземельные 0,005-0,08 металлы 0,01-0,05 Алюминий 0,01-0,10 0,005-0,05 Кальций Остгшьное Железо Источники ийформаиин нятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СС 67608, кл. С 22 С 38/42, 1979.