Литейная сталь Советский патент 1982 года по МПК C22C38/54 

(54) ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ

Изобретение относится к металлург гии стали и литейного производства, в частности к изысканию мартенситных нержавеющих хромистых сталей для фасонных отливок с высоким уровнем литейных,, механических и эксгшуата- дионных свойств. Известна сталь 2Х13ЛС1 1. Недостаткеими стгит являются низкие плотность, коррозионная стойкость и механические свойства. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является литейная сталь 1ОХ12НДП С2, содержащая, вес.%: Углерод До 0,10 Кремний 0,17-0,40 Марганец 0,2 -0,6 Хром .11,5-13 Никель1,0-1,5 Медь0,8-1,1 Велезо Остальное Известная сталь применяется в основном для изготовления отливок сварнолитых конструкций рабочих коле гидротурбин, деталей гидротурбин (лопастей, деталей проточной части) работающих в условиях кавитационного разрушения. Недостатками этой стали являются относительно невысокие свариваемость, коррозионная и кавитационная стойкость, а также комплекс литейных и механических свойств. Цель изобретения - повышение свариваемости, коррозионной и кавитационной стойкости, литейных и механических свойств. Поставленная цель достигается тем, .что литейная сталь,содержащая.углерод, кремний,марганец,хром,никель,медь и железо, дополнительно содержит алюминий, титан, кальций, редкоземельные метсшлы, бор при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Дополнительное введение в состав стали алюминия, титана, кальция и РЭМ связано с их исключительно комплексным благоприятным влиянием на ее структуру и свойства. Наиболее важным при этом является снижение содержания в стали серы, кислорода и неметаллических включений, связывани свободного азота в нитриды и нейтрализация его вредного влияния, очищение границ зерен, глобуляризадии и . перераспределение включений равномерным фоном. Мякролегирование кальцием и РЗМ препятствует росту зерна при нагреве, что особенно важно при свар ке. Вводимые элементы оказывают на сталь модифицирующее воздействие, что благоприятно отражается на пластческих свойствах литого металла.

Введение в состав стали бора объясняется способностью этого элемента устранять ферритообразование в ее структуре, что приводит практически к полной мартенситной (бейнитной) структуре с более высокими механическими свойствами. Образующиеся мелкодисперсные частицы карбидов бора при термической обработке благоприятно влияют на механические свойства в результате дисперсионного упрочнения.

Для определения оптимальногчэ состава стали исследуют ее свойства в зависимости от различного содержания компонентов. Опытные состашд стали выполняют в 160-киллогрс№ювой индукционной печи. В процессе фракционной разливки расплав обрабатывают различными добавками комплексной бескремнистой лигатуры, содержащей кальций, РЗМ, алюминий, титан,

бор и никель. Химические составы опытных сталей приведены в табл.1.

Результаты испытаний на свариваемость, коррозионную и кавитационную стойкость представлены в табл.2.

В табл.3 приведены результаты испытаний литейных и механических свойств. Термическая обработка опытных образцов на разум и ударную вязкость состоит из закалки с и отпуска при 680°С.

Предлагаемая литейная сталь существенно превосходит известную стал 10Х12НДЛ по всему комплексу свойств, определяющих качество сварнолитых ИЗД1ЛИЙ. Это позволяет рекомендовать ее для широкого прокышленного применния при изготовлении отливок рабочих колес, гидротурбин и др., работающих в условиях кавитационного разрушения.

По предварительным расчетам ожидае1«лй экономический эффект составляет около 22 тыс.руб в год за счет повышения свариваемости на 30-50% коррозионной и кавитационной стойкости на 20-45% и 20-35%, а также литейных свойств на J.0-35% и механических СВОЙСТВ, особенно пластичности на 20-45%, и ударной вязкости в 2 раза и более.

Технология выплавки предлагаемой литейной стали не отличается от известной. Некоторое отличие заключается лишь в модифицировании жидкого металла при выпуске из плавильной печи бескремнистой комплексной лигатурой. Это обеспечивает получени стсши с заданным составом и высоким уровнем литейных, механических и эксплуатационных свойств.

58

70

Таблица

100

0,021

34