Сталь

(1% 111 И 7 2 С 35/4 что, с цел чивости пр она дополн следующем мас.7:Углерод Кремний тойКупыро арганец тво СС1972.о СССР1979. ХромНикельМолибденВанадийЦерийЛантанМагний глеро ел анс я мр лез Осуддственный номитет сссО делдм изов 1 етений и ОтнРьпю ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕ 1 ЕЛЬ, кремний, марганец, хром, никлибден, ванадий, церий, лантжелезо, о т л и ч а ю щ а я ю повышения трещиноуссохранении прочности,тельно содержит магний поотношении компонентов,0,15-0,281,5-2,50,5-1,20,6-1,20,3-1,00,2-0,40,05-0,200,05-0,100,005-0,010,005-0,01Остальное1117331 1Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к сталям,используемым цля получения литыхизделийИзвестна сталь 11" следующегосостава, мас.%:Углерод 020 Оэ 24Марганец 0,5-08Кремний 18-2,0Хром 0,6-0,91 ОМолибден 0,25-0,30Ванадий 0,1-0,15Магний 0,005-0,01Церий 0,05-0,1Иттрий 0,05-0,1Железо ОстальноеНедостатками данной стали являют янеудовлетворительная пластичность инизкая трещиноустойчивость.Наиболее близкой к предлагаемойпо технической сущности и достигаемому результату является сталь г 2 3 следующего состава, мас.%:Углерод 0,12-0,24Марганец 0,30 - 0,95 2Кремний 0,17-0,37Хром 0,3-1,5Никель 9 3 25Молибден 0,20-0,35Ванадий 0,05-0,35Алюминий 0,01 0,03Кальций 0,002-0,02Церий 0,01-0,3Лантан 0,005 -0,2Неодим 0,001-0,05Железо ОстальноеНедостатком известной стали является неудовлетворительная трещиноустойчивость,Цель изобретения - повышение трещиноустойчивости стали при, сохранепонии прочности,Для достижения поставленной целисталь, содержащая углерод, кремний,марганец хром никель, молибден, на 1 3Л 1надий, церий, лантан и железо, допол-нительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углерод 0,15-0,28КремнийМарганец 0,5-1, 25 ОХром .0,6-1,2Никель 0,3-1,0Молибден 0,2-0,цВанадий 0,05-0,20Церий 005-0,10Лантан 0,005-0,01Магний 0,005-0,01Железо Остальное 2Предлагаемая сталь обеспечивает сокращение высоких значений предела прочности, предела текучести и ловышение трещиноустойчиности за счет увеличения содержания кремния пониженногс содержания никеля и цополнительного введения магния.Высокие прочностные свойства стали достигаются увеличением соцержания кремния до 1,5-25 мас,%. При указанном содержании кремний обеспечивает упрочнение твердого раствора за счет размерного и упругого несоответствия между атомами кремния и атомами железа. При содержании кремния до 1,5 мас.% эффект необходимого упрочнения не достигается, а при содержании кремния выше 25 мас,% наблюдается переупрочнение твердого раствора с =Ге, приводящее к его охрупчиванию. Соответственнс, резко снижаются пластичность ивязкость стали,Магний оказывает сильное действие на первичную кристаллизацию, устраняязону столбчатых кристаллов и образуямелкозернистую структуру, Являясь поверхностно-активным элементом, магний изменяет форму и характер расположения неметаллических включений. Указанным воздействием магний в количестве 0,005-0,010 мас.% способствует обеспечению высокого уровня пластичности и ударной вязкасти, поньпдению трещиноустойчивости стали при увеличении предела прочности и предела течучести стали, что вызывается легированием кремния,Предлагаемая сталь имеет в 1,6 раз выдге трещиноустойчивость, что объясняется воздействием магния, более низким содержанием никеля. Никель является элементом-акцептором и при введении в количестве 0,3-1,0 мас.% способствует уменьшению дисбаланса между элементами-донорами и элементами-акцепторами и вызывает поньпдение трещиноустойчивости по сравнению со сталью, не содержащей никель. Однако при увеличении содержания никеля свьпде 1,0 мас.% проявляется в большей мере влияние никеля на первичную кристаллизацию, Структура стали с содержанием до 1,5 мас.% никеля отличается уже крупным зерном и наличием зоны столбчатых кристаллов.Дальнейдее увеличение количества никеля (до 7 мас,%) способствует развитгдд транскристаллизации. Так как трещиноустойчивость стали зависит.1 Сталь Предлагаемая 0,10 0,3 0,5 0,3 0,15 0,15 0,03 0,15 0,5 1,5 0,6 0,3 0,2 0,05 0,22 0,9 2,0 0,9 0,7 0,3 0,13 0,28 1,2 2,5 1,2 1,0 0,4 0,20 0,003 0,005с 0,008 0,010 0,015 0,32 1,5 4,0. 1,5 1,5 0,6 0,30 Известная 0,12 0,30 0,18 0,3 1,9 0,20 0,05 0,01 0,0020,24 0,95 0,37 1,5 3,24 0,35 0,30 0,029 0,0190 зот структуры, то с увеличениемсодержания никеля свыше 1,5 мас,7она уменьшается и тем интенсивнее,чем выше содержание никеля в стали.П р и м е р. Плавку проводятв открытой 60-килограммовой индукционной печи с основной футеровкой,Проводят 20 плавок предлагаемой стали и 8 плавок известной, Температуразаливки стали обоих составов 1560-1570 ОС,Для определения мехачическихсвойств отливают пробные бруски(ГОСТ 977-75).Образцы из предлагаемой стали15подвергают термической обработке порежиму: нормализация.при 1000-1050 С;отпуск при 720-740 С; закалка в водус 1000-1020 С; отпуск при 180-200 С.Режим термической обработкиобразцов известной стали: 1-я закалка с 880-900 С в масло; 2-я закалкас 770-780 С в масло; отпуск при 180-200 С,Трещиноустойчивость определяютпо пробе ЛПИ им.М,И;Калинина. 4Результаты исследований механических свойств и трещиноустойчивости предлагаемой стали на верхнем, среднем н нижнем уровнях содержания компонентов, а также известной стали и стали с содержанием компонентов, выходящим эа пределы, приведены в таблице. Как следует из приведенных в таблице данных, трещиноустойчивость предлагаемой стали (составы 2-4) в сравнении с известной (состав 6) в 1,6 раза выше при сохранении высоких значений прочности. При содержании компонентов в стали в меньшем количестве, чем предложено, значенияпрочности и трещиноустойчивости снижаются (состав 1), При содержаниикомпонентов в большем количестве резко снижается трещиноустойчивостьстали (состав 5),Экономический эффект от использования предлагаемой стали составит 47460 р. в год.117331 Продолжение таблицы ПределпрочностиМПа Пределтекучести,МПа Сталь Се Х а. Ий Предлагаемая 1150-1200 1 ООО 1430-1440 1630 1710-1725 1500 -1515 1620- 1625 1840 1890-1980 1660-1750 Известная 0,01 0,005 0,001 10 1220 1340 1460 0,30 0,200 0,050 Продолжение таблицы Относительноеудлийение,/о вязкость Тргщино-: устойчи Относительное Ударная сужение, кДж/и7 Сталь Л Предлага- емая 65,0-65,3 700 880.-990 800-820 850-860 4 610-620 4,2"7,3 1460 15,3 550 1580 Составитель А. СоловейТехред Л Коцюбняк Корректор И. Зрдейи Редактор В, Петраш Заказ 7155/18 Тираж 602 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,18,0-18,5 15,0-20,1 13,1-14,4 12,8-13,4 0,03 0,003 0,05 0,005 0,08 0,008 0,010 0,0 О0,15 0,03 56,0-56,352,7-54,945,0-4/,315,6-19,4 830-870 670-690 150-430