Сталь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскмхСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт; саид-ву(22) Заявлено 24,0979 (21) 2820080/22-02с присоединением заявки Мо(51)м, кд,з С 22 С 38/14 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(54) СТАЛЬ ОИзобретение относится к области металлургии, в частности к составам высокопрочных сталей специального назначения.5Известна высокопрочная никелевая сталь, имеющая, следующий состав, В:Углерод 0(30 0,43Никель 10,0-14,0Молибден 1, 0-1,6Ванадий 0,5-1,0 Кремний Не более 0,25Марганец Не более 0,30Железо Остальное 11 .Известна также сталь, имеющая химический состав, Ъ:Углерод О, 28-0,35Никель 10,0-14,0Кремний 0,15-0,35Марганец Не более 0,40Железо Остальное Г 2.Недостатком указанной стали является низкие пластичность и ударная вязкость, вследствие чего детали автоматики, изготовленные из нее, имеют пониженную стойкость.Целью изобретения является повышение пластичности ударной вязкости и сопротивляемости ударно-циклическим нагрузкам при сохранении васокой прочности. Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая сталь дополнительно содержит один карбидообразующий элемент, выбранный из группы, содержащей вольфрам, ванадий, цирконий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:Углерод 0,36-0,45Никель 13,0-15,0Кремний 0,15-0,40Марганец 0,25-0,60Один карбидообразующий элемент, выбранный из группы, содержащей вольфрам, ванадий, цирконий 0,03-0,15Железо ОстальноеСталь может содержать примеси, вес,Ъ:фосфор до 0,015Сера до 0,015Хром до 0,3Медь до 0,3Введение сильных карбидообразуЮ- щих элементов в среднеуглероднстую никелевую сталь обеспечивает образование в расплаве устойчивых карбидов с теМпературой плавления значительно выше температуры жидкого металла, Применение карбидообразующих элементов со свободной энергией образования менее 45 кдж/моль не позволяет836189 ными сталями до 13-15 Ъ, При содержании никеля менее 13 значительно увеличивается количество мартенсита и происходит снижение пластичности.При увеличении никеля более 15 Ъ происходит стабилизация аустенита и падает прочность.,Предлагаемая сталь прошла полупромышленные испытания.Выплавку стали заявляемого состава, а также известной стали производили в открытой индукционной печи с магнезитовым тиглем. В процессе плавки в расплав вводили различные карбидообразующие элементы в разном количестве, Сталь разливали в слитки массой 50 кг, которые ковали на прутки сечением квадрат 70 мм. Результаты испытаний механических и служебных свойств показаны в таблице. получить устойчивых карбидов при температуре жидкого металла.Применение карбидообразующих элементов со свободной, энергией образования карбидов более 200 кдж/моль экономически нецелесообразно, 5Образующиеся в жидком металле ,карбиды уменьшают величину зерна и способствуют возрастанию пластичности и ударной вязкости. При содержании карбидообразующих элементов в стали менее 0,03 эффект измельчения зерна отсутствует, что приводит к понижению ударной вязкости, а при содержании их более 0,15 образуются грубые строчки карбидов, вследствие чего понижается пластичность.15Дополнительно, с целью сохранения высокой прочности, содержание никеля увеличили по сравнению с известТипстали Долговечность деталей,циклов 6602, Нкгс/мм кгс/ммкгс м/см С й 5 Мп Ж Ч Ег Пред- лагаемая"СОН 14" 0,45 13,0 0,32 0,35 0,03 нет нет 202,5 207,1 201,9 205,4 203,4 208,0 207,4 18,1 17,4 8,8 2555 2673 9,1 17,9 9,4 2701 20,0 9,9 10,7 10,8 3482 0,39 14,5 0,40 0,25 0,36 13,0 0,28 0,45 0,44 14,1 0,30 0,50 0,40 13,0 0,40 0,60 0,36 15,0 0,15 0,25 0)33 12,8 0,32 0,38 0,08 18,9 20,8 3798 0,15 3630 0,03 нет 18,2 9,8 3699 0,08 203,6 0,15 204,0 19,4 10,9 11,1 4075 3956 20,5 Известная нет 203,3 145,5 9,1 6,2 2351 гия образования карбидов вольфрама ванадия - 115,0 кдж/моль, циркония ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения пластичности, ударнойвязкости и сопротивляемости ударноциклическим нагрузкам при сохранении высокой прочности, она дополнительно содержит карбидообразующийэлемент, выбранный из группы, содержащей вольфрам, ванадий, цирконийпри следующем соотношении компонентов, вес;:Углерод 0,36-0,45 60 Никель 13,0"150Кремний 0,15-0,40Марганец 0,25-0,60Карбидообразующий эле 65 мент выбранФормула изобретения Хим. содержание, вес.Ъ 0,41 13,9 0,40 0,25 0,10 0,36 15,0 0,15 0,60 0,15 0,4515,0 0,15 0,60 нет 0,03 П р и м е ч а н и е: свободная энер 49,1 кдж/моль,197,5 кдж/мольПрименение указанной стали для деталей, работающих в условиях интенсивного ударно-циклического нагружения, позволило увеличить долговечность деталей до 4000 циклов при циклическиХ напряжениях0 = 260 кгс/мм .максОжидаемый экономический эффект от повышения долговечности деталей из заявляемой стали составит 1 млн.200 тыс, руб.в год. Сталь, содержащая углерод, никель,кремний, марганец и железо, о т и иМеханические свойства 148,0 146,7149,1 150,0 148,5 147,0 151,0 149,9 150,5836189 Составитель Л. СулязоваРедактор О. Иванова Техред С. Мигунова Корректор Г. Решетник Заказ 2842/15 Тираж 681 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатентф,г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ный иэ групцирсодержацеивольфрам, ванадий, цирконий 0,03-0,15Железо Остальное 6 Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 320551, кл. С 22 С 38/12, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР 5 9 223362, кл. С 22 С 38/08, 1968.