Сталь

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцмалнсткческмхРеспублик 1 740858(53) УДК 669.15782742624282 957 12 92891 721 855-194 (088.8) ао аивм изебретеиий и открытий(7 ) Заявители Институт пРоблем литья АН Украинской ССР и Производстве оеобъединение "Киевпромарматура"(54) СТАЛЬ Изобретение относится к области металлургии стали и литейного производства и может быть использовано в химической промьццленности и других отраслях народного хозяйства, в частности5при изготовлении литых деталей арматуры химического оборудования, устойчивых против агрессивных сред.Бурное развитие науки и техникипредъявляет к литейным нержавеюшимсталям повышенные требования по плотности, коррозионной стойкости, литейными механическим свойствам. Вместе с темвесьма важной проблемой чвляется раз-.работка литейных нержавеющих сталей сминимальным содержанием никеля, молибдена и других дефицитных и дорогихметаллов,Известна сталь марки 10 Х 21 Н 6 М 2 Л,содержащая (вес.%):Углерод До 0,12Кремний До 0,8Марганец До 0,8Хром 20-22 Никель 5,0-6, 5Молибден 1,8-2, 5Железо Остальное 11Эта сталь применяется при изготовлении литых деталей химического оборудования (например, корпуса насосов, крыльчатки, фитинги, лопасти).Существенными недостатками известной стали являются относительно низкие плотность, гидроплотность отливок литейные и механические свойства.Целью изобретения является разработка литейной нержавеющей стали с высокими плотностью и гидроппотностью отливок, литейными и механическими свойствами.Эта цель достигается тем, что предлагаемая нержавеющая сталь дополнительно содержит алюминий, титан, кальций, ванадий, магний и редкоземельные м.ъталлы цри следующем соотношении компонентов, вес.%:Углерод 0,05-0, 12Кремний 0,4-0,8740858 Химический состав, % Стал С Я Мп Сг % Во М Са Мд Рьм 10 Х 21 Н 6 М 2 ЛОв 5 096 21 э 5 5 ю 6 1 ю 9 - 02Предлагаемая 1 0,08 2 0,07 0,4 0,5 20,6 5,8 2,2 0,005 0,05 0,05 0,02 0,008 0 02 3 Ов 05 Овб Оэ 7 20 5 е 5 1,8 0 02 О 16 Оэ 07 Оф 005 Ов 05 0,01 4 0,1 0,7 0,7 21,7 6,6 2,5 0,05 0,3 0,15 0,03 0,005 0,07 5 Ое 12 Оф 4 Ов 8 22 55 1 ю 9 Оэ 04 Ов 24 0,12 0,06 0,03 0,05 6 0,08 0,8 0,4 20,4 6,3 2 0,03 0,08 0,01 0,08 0,02 0,1 7 Ою 08 Озб 015 215 6,1 2 ю 3 Ою 06 019 016 Ов 004 0106 Оэ 009 8 0 09 Ое 5 Ов 4 20 ф 8 5,2 2,4 0,0040,09 0,009 0,09 0 004 0,11 Для исследования плотности, механических свойств и коррозиониой стойкости сталью всех опытных составовзаминали формы с образцами, иэгоМарганец 0,4-0,8 Хром 20-22 Никель 5-6,5Молибден 1,8-2,5 Титн 0,0 5-0,3 йюминий 0,005-0,05 Ванадий 0,01-0,15 Кальций 0,00 5-0,08 Магний 0,005-0,05 Редкоземельныеметаллы 0,01-0,1Железо Остальное.Дополнительное введение в состав ста. - ли алюминия, титана. и ванадия связано с их способностью взаимодействовать с кислородом и азотом и путем образования тугоплавких окислов и нитридов нейтрализовать вредное влияние газов.При этом титан в основном расходуется на связывание углерода в карбиды для повышения коррозионной стойкости. Нитриды алюминия и ванадия оказывают модифицирующее действие на сталь, являясь регуляторами роста аустенитиого зерна. В результате структура стали приобретает более мелкодисперсное строение,Введение в состав стали кальция, мв- . 1 ния и РЗМ способствует диспергироввнию нитридных включений и более равномерному их распределению в объеме металла.Но более важным является их исключительно благоприятное влияние на форму, состав, количество и характер распределения неметвллически.х включений. Общее фколичество включений после введения всталь. кальция, магния и РЗМ снижается почти в двв раза, одновременно обеспечивается глубокое рафинирование и дегаза пи я с Галие Оставшиеся в стали нефщфметаллические включения равномернораспределяются в осям дендритов и практически не влияют на свойства стали.При этом очищаются границы зерен, что 10 весьма важно в отношении коррозионнойстойкости стали.Резкое снижение количества неметаллических включений, глубокое рафинирование и рвскислвние стали приводят к 15 повышению жидкотекучести расплава,лучшей пропитываемости междендритныхпространств, что в итоге приводит к повышению плотности металла. Сопутствующими благоприятными факторами являют ся снижение общей величины линейнойусадки стали и увеличение объема концентрированной усадочной раковины впроцессе затвердевания, что в итоге повышаеъ плотность отливок.25Металл выплавляли в индукционныхпечах емкостью 160 кг, В процессефракционной разливки при постоянной температуре перегрева расплав обрабатывали добавками 0,1-0,4 вес.% комплекс ного модификатора, содержащего в своемсоставе алюминий, титан, ванадий, кальций, магний и РЗМ. Химические составыопытных плавок предлагаемой и известной стали приведены в табл. 1.Т в б.л и ц а 1740858 ЬТермическая обработка опытных образцов для механических испытаний включает закалку в воде от 1100110 С,товленными по выплавляемым моделям. Результаты испытаний приведены в табл, 2,Табл аца 2 1 ОХ 21 Н 6 М 2 Н 65 33,7 28,729,8 5,50 1 7,865 2,42 Предлагаемая 68,3 35)9 44,646,2 8,78 2,15 2 7883 40 3 7 880 30 4 7889 40 5 7 891 40 72 38,5 48,550)4 7) 50 2,22 70)5 37)3 47 348)3 9 э 25 2,24 66)4 36)4 43)242)5 9)50 2,20 6 7,879 35. 67,5 37,2 45,6 47,3 8,50 62)3 28)724)3 22)8 6 э 28 2,18 7 7) 873 20 8 7) 860 15 2,28 48,4 24 э 8 18 э 5 17 эЗ 3)50 2,32 Уровень коррозионной стойкости предлагаемой стали несколько выше известной.Результаты контрольных испытаний на гидроплотность опытной партии отливок корпусов, изготовленных из предлагаемой стали, показали, что испытательное давление можно повысить до 500 ати без появления течи, в то время как корпуса из известной стали выдерживают испытательное давление 78-100 атм. Заказ 3159/32 Тираж 694 Подписное11 НИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ные металлы при следукпцем соотношении компонентов, вес.%:Углерод 0,05-0, 12Кремний 0,4-0,8МарганецХром 20-22Никель 5-6,5Молибден 1,8-2,5Титан 0,0 Ь-О, 3Алюминий 0,005-0,05Ванадий 0,0 1-0, 15Кальций 0,005-0,08 Формула изобретения Магний 0,005-0,08Оталь) содержашая углерод, кремний, Редкоземельные марганец, хром, никель, молибден и же 45металлы 0,0 1-0,1 лезо, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что Железо Остальное с целью повышения плотности отливок, Источники информации, литейных и механических свойств, она принятые во внимание при экспертизе дополнительно содержит алюминий, титан, 1. Сталь 10 Х 21 Н 6 М 2 Л, ОСТ 2607- ванадий, кальций, магний и редкоземель 72Составитель Л. СуязоваРедактор Е. Хорина Техред М. Петко Корректор И. Муска