Сталь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 1 я)5 С 22 С 38/ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Научно-производственное объединениепо технологии машиностроения ЦНИИТМАШи Производственное обьединение "Ижорский завод(56) Авторское свидетельство СССРМ 1381195, кл. С 22 С 38/50, 1986,Изобретение относится к металлургии, касается стали, которая может быть использована при изготовлении изложниц для отливки кузнечных слитков,Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости за счет увеличения ударной вязкости и трещиноустойчивости,Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, алюминий, кальций, цирконий и железо, согласно изобретению дополнительно содержит иттрий и церий при следующем соотношении компонентов, мас. о:Углерод 0,15 - 0,30 Кремний 0,20 - 0,60 Марганец 0,40 - 0,90 Хром 0,01 - 0,30 Никель 0,31 - 0,90(57) Использование: при изготовлении изложниц для отливки стальных кузнечных слитков. Цель: повышение эксплуатационной стойкости, Сущность изобретения: сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, алюминий, кальций, цирконий и железо, дополнительно содержит иттрий и церий, при следующем соотношении компонентов, мас, О. углерод 0,15 - 0,30; кремний 0,2 - 0,6; марганец 0,4 - 0,9; хром 0;01 - 0,3; никель 0,31 - 0,9; медь 0,01 - 0,3; алюминий 0,001 - 0,10; цирконий 0,01 - 0,07; кальций 0,001 - 0,02; церий 0,01 - 0,08; иттрий 0,001-0,08; железо и примеси остальное. 2 табл,Медь, 0,01 - 0,30 Алюминий 0,01 - 0,10 Кальций 0,001 - 0,02 д Цирконий0,01 - 0,07 Ср Иттрий 0,001 - 0,08 Церий 0,01-0,08 Железо Остал ьноеСталь содержит: примеси серы и фосфора не более 0,025 О каждого,Необходимость совместного введения иттрия и цеоия обусловлена характером их воздействия на свойства стали; церий улучшает форму неметаллических включений, снижает в стали содержание кислорода и серы, уменьшает количество сульфидных включений, очищает границы зерен и из-, мельчает структуру, что повышает ударную вязкость литой стали и прочность, что приводит к увеличению трещиностойкости ста-ли. Введение иттрия усиливает воздействие1806219 3церия на стойкость стали к окислению вусловиях циклических изменений температуры, что увеличивает трещиностойкостьстали. Иттрий в присутствии церия образуетсовместные окислы, имеющие более близкие коэффициенты теплового расширения сосновным металлов, что увеличивает стойкость окалины.к отслоению в стадии остывания и не приводит к оголению металлов и,следовательно, к его незащищенности в 10следующей стадии нагрева. Кроме того, иттрий придает совместным с церием окисламповышенную пластичность, позволяя имрасширяться и сжиматься с основным металлом, что повышает трещиностойкость и 15ударную вязкость стали,Таким образом, совместное введениеиттрия и церия обеспечивает получение высокой эксплуатационной стойкости за счетвысокой трещиностойкости и ударной вязкости;Предлагаемая сталь отличается от изве-,стной тем, что дополнительно содержит иттрий 0.,001 - 0,08 и церий 0,01 - 0,08 ф ,При содержании иттрия и церия ниже 25нижнего предела их воздействия на трещиностойкость и ударную вязкость предела извоздействия на трещиностойкость и ударную вязкость стали не эффективно, а присодержании их выше верхнего предела сни- ЗОжается трещиноустойчивость и ударная вязкость за счет развития межзеренногоразрушения литой стали, что связано с избыточным обогащением бывших границ зерен неметаллическими включениями, 35Предлагаемая сталь отличается болеевысоким содержанием никеля (0,31-0,90 ф )против 0,01-0,30 фв известной стали, чтообеспечивает высокую ударную вязкость итрещиностойкость за счет получения более 40однородной структуры с повышенной пластичностью и более высоким сопротивлением окислению,При содержании никеля ниже среднегопредела его воздействие неэффективно, а 45при содержании никеля выше верхнего предела снижается трещиноустойчивость иударная вязкость за счет подкаткипри охлаждении,В табл,1 приведен химический состав 50предлагаемой стали трех плавок (1-3), а также химический состав плавок. имеющих концентрацию компонентов ниже нижнего и выше верхнего пределов заявленного состава (4,5) и состав стали прототипа(6,7). Выплавку проводили в 150 кг индукционной печи с разливкой на отливки 180 Х 20 ОХ 80 мм.В табл,2 приведена трещиностойкость и ударная вязкость укаэанных плавок после нагрева и охлаждения в интервале температур 900-700 до 20 С.Трещиностойкость определялась ускоренным методом путем нагрева образцов 15 мм и длиной 20 мм до 700 и 900 С, выдержкой при этих температурах 15 с, охлаждением в воде,Испытания на ударную вязкость проводили на образцах 10 Х 10 Х 55 мм по ГОСТ 9454-78,Как видно из табл,2 предлагаемая сталь имеет более высокую трещиностойкость и ударную вязкость по сравнению с прототипом,Использование предложенной стали в качестве материала для изложниц по сравнению с прототипом позволит повысить по сравнению с прототипом эксплуатационную стойкость разливочных изложниц на 35 ф, что даст экономический эффект 750 тыс.руб.Формула изобретения Сталь, содержащая углерод, кремний,. марганец, хром; никель, медь, алюминий,. кальций, цирконий и железо, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости эа счет увеличения ударной вязкости и трещиностойкости, она дополнительно содержит иттрий ицерий при следующем соотношении компонентов, мас.:1806219 Таблица 1 Химический состав стали Со е жание компонентов, мас, ф Я Мп Сг Сос-. Се Т Ре Са Еп Й. Со А тав Оста- льное 0,06 0,15 Таблица 2 Трещиностойкость и механические свойства стали Составитель Н.Рыгалитор З.Ходаковэ Техред М,Моргентал Ред Корректор О.Густ Заказ 967 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ПроизвоДственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 . 1 2 3 4 5 6 7 0,15 0,21 0,30 0,14 0,31 0,12 0,45 0,20 0,40 0,60 0,19 0,62 0,2 .0,60 0,40 0,60 0,90 0,38 0,95 0,35 0,90 0,01 0,18 0,30 0,005 0,31 0,01 0,3 0,31 0,45 0,90 0,30 0,92 0,01 0,3 0,01 0,15 0,30 0,005 0,31 0,01 0,3 0,01 0,05 0,10 0,005 0,11 0,01 0,10 0,001 0,.01 0,020,009 0,030,0011 0,04 0,01 0,04 0,07 0,009 0,08 0,001 0,07 0,001 0,04 0,08 0,009 0,09 0,01 0,05 0,08 0,009 0,09