Сталь

Сеоз СоветсиикСоциаяистичеснмнРесяубяии ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 908911(5 )М, Кл. С 22 С 38/12 Ваудеретвенный кеянтет СССР вф аенея неевроеннВ н еткрытнй: д:,",:,"р ц;донецкий ордена Трудоаого Красного ННананиполитехнический институт(54) СТАЛЬ Изобретение относится к металлургиир в частности к безникельным немагнитным сталям.Наиболее близкой к предлагаемой является сталь В 1 следующего химического состава, вес.7:Углерод 0,03 - 0,15Марганец 18 - 25Кремний 0,3 - 2,0Ванадий 0,1 - 0,3Азот 0,05 - 0,12Мышьяк 0,1 - 0,3Железо . Остальное Недостатки известной стали - высокий порог хладноломкости, т,е. низкая ударная вязкость при отрицательных. температурах до 70 оС, и относительно невысокая пластичность.Указанные недостатки не позволяют применять известную сталь для изготовления ответственных деталей, работающих при отрицательных температурах. Цель изобретения - повышение ударной вязкости и пластичности ста ли при сохранении прочности при температурах - 70 оС,5Поставленная цель достигаетсятем, что сталь, содержащая углерод,марганец, ванадий и железо, дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов,вес.Ж;Углерод 0,05 - 0,15Марганец 18 - 22Ванадий 0,3 - .0,5Кобальт 0,4 - 0,8Железо ОстальноеСодержание марганца в пределах18-22 вес.Х обеспечивает получениеструктуры стали с высокими значениями пределов прочности и текучести.Как увеличение содержания марганцавыше 22 вес.йр так и его снижениениже 18 вес,7., приводит к падениюпрочностных характеристик.3 90891Введение углерода в количестве0,05-0,15 вес.% вызывает повышениепрочностных характеристик стали,засчет изменения фазового составасплава, так и эа счет упрочнения- и Е - твердых растворов марганца в железе. Снижение содержанияуглерода ниже 0,05 вес.% приводитк уменьшению предела прочности стали. Увеличение содержания углеродавыше 0,15 вес.% хотя и повьппает предел прочности, однако существенноснижает значения углерода пределатекучести и характеристик пластич -ности,15Присутствие ванадия в количестве0,3-0,5 вес.% способствует повьппениюпределов прочности и текучести стали, как за счет образования дисперсных упрочняющих карбидов ванадия,20так и за счет снижения содержанияуглерода в у и Е -фазах.Снижение содержания ванадия ниже0,2 вес,% сопровождается уменьшениемколичества мелкодисперсных упрочняющих карбидов и увеличением содержа.ния углерода в у -и Е -фазах, итаким образом, приводит к падениюпределов прочности и текучести. Увеличение содержания ванадия вьппе 0,5%ЭОвызывает выделение карбидов по границам зерен, что вызывает охрупчивание стали.Оптимальная добавка кобальта находится в пределах 0,4-0,8 вес%.уменьшение его содержания ниже0,4 вес.% приводит к повьнпению порога хладноломкости, т,е. к резкомупадению ударной вязкости при отрицательных температурах,Введение кобальта в количестве,превышающем 0,8 вес.%, хотя и приводит к понижению порога хладноломкости, однако сопровождается падениемпластичности стали.Опытные стали выплавляют в откры. Мтой индукционной электропечи емкостью 20 кг с основной футеровкойна основе электролитических марганца и кобальта. Разливку осуществляютв чугунные изложницы, прогретые до О2000 С. 1 4Химический состав выплавленныхсплавов предлагаемой и известнойсталей приведен в табл,1,Полученные стали подвергают термической обработке по режимам: закалка от 1000, 050, 1100, 1150 оС с выдержкой 30 мин. и охлаждением в воде. Испытания механических свойствпроводят с использованием основныхтипов разрывных по ГОСТ 1497-73 нударных по 9454-78 образцов,Наилучшие значения механическихсвойств опытных сталей получают после термообработки по режиму; закалка ст 1000 оС и выдержкой 30 мин.Механические свойства сталей приведены в табл.2.Как видно из табл.2 значения ударной вязкости, особенно при отрицательных температурах,а также значения характеристик пластичностипредлагаемой стали значительно превышают те же величины известнойстали.Иаломагнитная высокомарганцеваясталь используется в основном видетолстых листов для изготовлениякорпусов морских судов.При производстве особо ответственных деталей используются стали,которые прн температуре - 60 С, минимальной расчетной температуре, имеютударную вязкость не ниже 5 кгм/см 1.Температура, при которой ударнаявязкость снижается до указаниьгозначения, принята в качестве условного порога хладноломкости сталей,используемых в виде готового проката.Данные табл.2 показывают, чтопорог хладноломкости известной стали равен - 45 оС, а порог хладноломкости предлагаемой стали находится в районе - 120 С, Ударная вязкостьпредлагаемой стали при темпера"туре - 60 оС составляет 15 кгм/см,что значительно превышает минимальное допустимое значение 5 кгм/смударной вязкости для деталей ответственного назначения, а также значение 3,5 кгм/см этой характерис"тики известной стали.+20 С -40 С -70 С 14 16 24 29 25 29 23 28 18 26 90 17 18 92 19 97 90 58 15 Формула изобретенияСталь, содержащая углерод, марганец, ванадий и железо, о т л и ч а - ю щ а я с я тем, что, с целью повы 45 шения ударной вязкости и пластичности при сохранении прочности при температурах до 70 ОС, она дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, вес.Х: Углерод 0,05 - 0,15Марганец 18 - 22Ванадий 0,3 - 0,5Кобальт 0,4 - 0,8Железо ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРФ 647354, кл, С 22 С 38/12, 1979.ФСоставитель Л.СуязоваТехред С. Мигунова Корректор М. божо Редактор Н, Ковалева Заказ 763/33 Тираж 657 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5