Сталь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 1)5 С 22 С 38 МИТЕТОТКРЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР кий филиал ре- о-технического ловский, А.ВГерасименкоСССР972,к металлургии никелевой ста дополнительно с азот и редкозем следующем со мас.%:Углерод Кремний Марганец ы ванадия и титана жна газовая поризование нитридовзкую температурущихся преимущести межосных участс НИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Омский научно-техничесспубликанского инженернцентра СО АН СССР(57) Изобретение относитсяконкретно к жаростойкой бе Изобретение относится к металлургии,в частности к безникелевым жаростойкимсталям. и предназначено для изготовлениядеталей, работающих при повышенных температурах в атмосферных условиях. например деталей печной арматуры,Известна сталь, содержащая. мэс.:Углерод0.05 0 1Кремний 0,80-1.0Марганец 0,4 1,0Хром 20.0-22.0Титан, 1,2- 1.5Алюминий 1,0-1,2Железо ОстальноеНедостатками указанной стали являются низкая пластичность и недостаточно высокая жаростойкость в атмосфере топочныхгазов.Цель изобретения - повышение платичности и жаростойкости стали в атмосфере топочных газов,Сталь, содержащая углерод. марганец.кремний, хром, алюминий, титан, железо,повышенных темпераловиях атмосферы тость изобретения: сталь ржит ванадий, азот, ьные металлы при слеи компонентов, мас,ф: мний 0.30-0,50; марга 25.0-32,0; ванадий 0,10; титан 0,020-0,10: кальций 0,001-0,010; ллы 0.01 - 0,30; железо ношении суммы вана,5-4,0. 2 табл,ли, работающеи при турах, например, в ус почных газов. Сущно дополнительно соде кальций, редкоземел дующем соотношени углерод 0,20-0,8; кре нец 0.35-0,90 хром 0,05-0,30: азот 0,02- алюминий 0.50-1,50 редкоземельные мет в . остальное при соот дия и титана к азоту одержит ванадий, кальций, ельные металлы (РЗМ) при тношении компонентов. 0,20-0.800.30- 0,500,35-0.9025.0-32.00.05-0.300.02-0,100,02-0,100,50-1.500,001 - 0,0100,01-0,30Остальноемы ванадий и титана к ВанадииАзотТитанАлюминийКальцийРЗМЖелезопри отношении сумдзоту 3,5-4.0.При отношении суммк азоту менее 3,5 возмостость в отливке и обраалюминия. имеющих ниплавления и располагаювенно в межде дритных10 25 30 35 40 45 50 55 ках, что приводит к резкому падению ударной вязкости стали. При отношении более 4,0 происходит образование карбидов ванадия и титана.При избытке ванадия и титана свыше стехиометрического соотношения к азоту. кроме нитридной фазы, при охлаждении дополнительно образуются карбиды и карбонитриды ванадия и титана более 10 мкм. Эти соединения не растворяются в матрице вплоть до 1300 С и являются концентраторами напряжений, что понижает пластичность и ударную вязкость стали. Кроме того,нитриды титана, являясь эффективными подложками кристаллизации и препятствиями высокоуглевых границ в остывающем металле отливки, снижают степень физико- химической неоднородности. стали. При содержании титана менее 0,005 ф модифицирующий эффект отстутсвует, а при содержании титана и ванадия более 0,1 и 0,3 происходит коагуляция нитридов, ухудшение механических и технологических свойств стали. Присадка РЗМ до 0,3% зэметноулучшает жидкотекучесть стали вследствие дегазирующего и десульфирующего действия. Кроме того, добавки в сталь поверхностно- активных РЗМ, обладающих большим сродством к кислороду и образующих несмачивэемые окислы, приводят к резкому снижению температуры пленообразования,Это приводит к снижению брака отливок по пленам. Дальнейшее повышение присадки РЗМ снижает жидкотекучесть хромалюминиевой стали, что связано с образованием большого количества тугоплавких соединений, неуспевших всплыть на поверхность металла до начала разливки.При содержании РЗМ менее 0,01 модифицирующий эффект отсутствует, Кроме того, присадка РЗМ в сталь позволяет получить плотную эмалевиднуюокалину при выдержке стали при 1000-1200 С, повышает жаростойкость сплава.Присадка кальция улучшает пластичность и ударную вязкость сталей за счет его сфероидиэирующего действия на сумму сульфидов и их преимущественного распределения не нэ границе, а в теле зерна. При содержании кальция менее 0,001 модифицирующий эффект отсутствует, а при содержании более 0,01 происходит коагуляция сульфидов, ухудшение механических и технологических свойств стали. Для подтверждения оптимал,ности предлагаемого состава проведены плавки предлагаемой и известной сталей, э также плавки с выходящими из указанных пределов содержанием элементов.Химический состав сталей приведен в табл, 1,Образцы для определения механических свойств вырезают из трефовидной пробы и термообрабатывают по режиму: отжиг при 950 С, закалка от 1150 С и отпуск приРезультаты испытаний приведены в табл. 2.Приведенные в табл, 2 данные показывают, что пластические свойства и жаростойкость предлагаемой стали увеличиваются по сравнению с известной. Так относительное удлинение и ударная вязкость сталей увеличиваются в среднем на 50 и .38; соответственно, а жаростойкость на 27. Металлографический анализ показал, что предлагаемая сталь не имеет грубых строчечных выделений карбидов хрома и и крупных карбидов ванадия, характерных для известной.Повышение пластичности и жаростойкости стали, уменьшение карбидной неоднородности позволяет повысить надежность и долговечность деталей, работающих в атмосфере. топочных газов на 30-40,Формула изобретения Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, алюминий. титан, железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения пластичности и жаростойкости в атмосфере топочных газов, она дополнительно содержит ванадий, кальций, азот и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас, О:Углерод 0,20-0,80 Кремний 0,30-0,50 Марганец 0,35-0,90 Хром25,0-32,0 Ванадий 0,05-0,30 Азот 0,02-0,10 Титан 0,020 - 0,10 Алюминий 0,50-1.50Кальций 0.001-0,010 Редкоземельныеметаллы 0,01-0,30Железо Остальное при отношении суммы ванадия и титана к азоту 3,5-4,0.1749300Таблица 1аСоставитель Л.Суязоваактор И.Шулла - Техред М,Моргентал Корректор Э.ЛончаковаЗаказ 2567 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 тельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101роиэводственно