Сталь

Союз СоветскихСоцмапмстмчесимхРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в 885331(22) Заявлено 25. 1079(21) 2832514/22-02с присоелинением заявки РЙ(51)М. Кл. С 22 С 38/50 Ввеудвретееакый квинтет СССР ао делам изаеретенкй и еткрыткй(54) СТАЛЬ Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию сталейдля элементов сварнолитых и литыхконструкций рабочих колес гидротурбин,работающих в условиях кавитационногоразрушения,Для обеспечения высокой эксплуатационной стойкости стали для гидротурбин должны обладать высокой прочностью в сочетании с достаточной плас 1 Отичностью, а также высокой кавитационной стойкостью,Известна сталь с 11, используемаядля изготовления гидротурбин, следующего химического состава, вес.3;Углерод Не более 0,15Кремний 0,17-0,4Марганец 0,2-0,6Хром 11,5-13Ни кель 1-1,5Медь 0,8-1,1железо ОстальноеНедостатком стали является присутствие в ней структурно-свободного феррита, особенно в толстых сечениях,что приводит к значительному снижениюработы развития трещины и увеличениюхрупкости стали,Наиболее близкой к предлагаемойявляется сталь 23 следующего химического состава, вес. 3:Углерод 0,01-0,4Кремний 0,05-2Марганец 0,05-8Хром 8-20Никель 1-13Медь ДоАзот До 0,6Алюми ни й ДоМолибден ДоВанадий ДоЖелезо ОстальноеНедостатком известной стали является низкая кавитационная стойкость.Цель изобретения - повышение кавитационной стойкости,.Поставленная цель достигаетсятем, что стальр содержащая углерод,3 88кремний, марганец, хром, никель, медь,азот, алюминий и железо дополнительно содержит титан и кальций при следующем соотношении компонентов, вес. :Углерод 0,05 0,10Кремний 0,01-0,4Марганец 0,4-1,2Хром 11,5-13,5Никель 1,45-2 25Медь 0,8-1,30Азот 0,005-0,025Алюминий 0,005-0,025Титан 0,025-0,04Кальций 0,002-0,02Железо ОстальноеВведение титана в количестве 0,0250,04 вес.3 способствует измельчениюзерна аустенита высокодисперснымичастицами карбидов и карбонитридовтитана, а также тормозит рост зернапри нагревании. Титан связывает частьазота в относительно компактные иустойчивые нитриды, что резко снижает возможность образования и выделения на поверхностях аустенитных зереннитридов алюминия развитой формы,Увеличение содержания титанавыше указанного предела оказываетотрицательное воздействие, вызываяразвитие межзеренного разрушениялитой стали, что связано с обогащением бывших границ аустенитных зеренкарбидами титана,Дополнительное содержание кальция(0,002-0,02 вес.3) способствует измельчению вторичных фаз и их равномер 35ному распределению, повышению пластичности и плотности металла. 5331 4Сталь, выплавляется в злектродуговой печи с основным тиглем,Химический состав и кавитационнаястойкость предлагаемой и известнойсталей приведена в таблице. Кавитационные исследования проводятся на магнитострикционной установке с амплитудой колебания 70 мкм10 с частотой вибратора 8100 Гц, Продолжительностьь испытаний составляет 3 ч,взвешивание осуществляют через каждый цас,70 5-64,0 1Ка вит ацион н ая стой костьпотеря веса) мг, завремя испытания, ч Содержание химических элементов, вес.3 Са И Сг И д л а г а е м а я с0,005 0,005 0,025 ал ь002 -7 30,2 5085 1,951 0,09 0,37 1)02 6,рмула изобретени чающа55 ПОВЫШЕНИЯ с я тем, цавитационной с цельютойкости,онтан и кальСт ал ий, мар зот, ал содержащая углер анец, хром, никель,миний и железо, о тКр ополни тел ии при сл ентов, ве но содержит тидующем соотношенио,ед и,05 0,0 0,4 11,5 1,45 0,8 0,1 0,4 1,2 13,5 2,25 1,3 После термической обработки (отпускпри 650-870 С в течение 6 ч, нормализация от 950 С с выдержкой 4 чотпуск при 650-670 С в течение 8 ч)сталь имеет следующий комплекс механических свойств:Предел прочности,кгс/мм 84-77,5Предел текучести,кгс/ммОтносительное удли"нение, Ф 16-14,5Относительное сужение, 3 55-52Ударная вязкость,кгс м/см 2 14-10Сварку деталей из предлагаемойстали можно осуществлять без подогрева.Экономический зффект от использования стали для изготовления конструкций рабочих колес гидротурбинза счет повышения кавитационнойстойкости составит 384562 р,012 - - .10 29,2 50885331 Составитель П.ЛапинТехред З.фанта Корректор С. Шекмар Редактор В. Петраш Заказ 10454/37 Тираж 684 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д 4/5 филиал ППП "Патент",гУжгород, ул. Проектная,УглеродКремнийМарганецХромНикельМедьАзотАлюминийТитан 0,05-0,1о,а 1-0,40,4-1,211,5-13,51,45-2,250,8-1,30,005-0,0250,005-0,025о,ог 5-о,о 4 Кальций 0)002-0)02Железо ОстальноеИсточни ки информации,принятые во внимание при экспертизе1. Отливки из высоколегированнойстали со специальными свойствами.ГОСТ 2176-77.2. Патент Англии У 936872,кл. С 7 А, опублик. 1961.