Нержавеющая сталь

(19 С 38/24 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У МУ СВИДЕТЕЛ К АВТО следователь ргии им, И.П Гимельфарб, Е,С. Емельянисимов, Т,М,.Ю, Коннова СССР977,металлурги тали, испол Изобв частноситнымстроенинасосовмически Известна корро95 Х 18, применяемаяводства шестереннымых в производствесодержащая, мас.%:УглеродХром ионностоикая сталь ля массового произ- .насосов, используевискозных нитей и 0,9-1,017,0-19,0,80,80,0250,030 ремний,Марганецера,Фосфор,икель,Железо не более не более не более не более не более 0,6Остально(71) Центральный научно-иский институт черной металлБардина(57) Изобретение относитсяв частности к нержавеющей ретение относится к металлургии, ти к коррозионностойким мартен- сталям, используемым в машинодля изготовления шестеренных применяемым в производстве хиволокон,зуемои в машиностроении для изготовления шестеренных насосов, Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости в средах производства химических волокон при сохранении технологической пластичности стали. Сталь дополнительно содержит алюминий и магний при следующем соотношении компонентов, мас.%. углерод 0,8- 0,95; хром 17,0 - 19,0; марганец 0,3 - 1,0; кремний 0,2 - 1,0; молибден 0,8 - 1,5; ванадий 0,05 - 0,15; церий 0,02 - 0,10; магний 0,005 - 0,01; алюминий 0,03 - 0,20; железо остальное, причем сумма церия и алюминия составляет 0,07-0,25. 1 табл. Недостатками этой стали является неудовлетворительная коррозионная стойкость в средах производства химических волокон и низкая технологичность при температурах горячей деформации,Известна также сталь для нержавеющих лезвий, содержащая. мас,%:Углерод 0,55 - 0,75 Кремний 0,4-1,0 Марганец 0,2-1,0 Хром 12,0 - 15,0 Сера, не более 0,01Алюминий, не более 0,02Ванадий 0,05 - 0,4 Молибден 0,4 - 2или кобальт 1,0 - 5,0 Железо Остальное Однако, указанная сталь, обладая удовлетворительной технологической пластичностью при температурах горячей5 10 15 20 деформации, имеет низкую коррозионнуюстойкость,Наиболее близкой к предлагаемой является нержавеющая подшипниковая сталь,содержащая, мас, О :Углерод 0,38 - 0,50Хром 10,5 - 12,0Кремний 0,1-0,7Марганец 0,1 - 0,8Молибден 2,6-3,5Ванадий 0,25 - 0,40Никель 0,1-0,5Церий 0,02-0,10Железо ОстальноеНедостатком известной стали являетсянизкая коррозионная стойкость в средахпроизводства химических волокон приудовлетворительной технологической пластичности при горячем переделе.Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости нержавеющей стали,применяемой для изготовления шестеренных насосов в средах производства химических волокон при сохранениитехнологической пластичности стали.Поставленная цель достигается тем, чтов состав стали, содержащей углерод, хром,марганец, кремний, молибден, ванадий, церий, железо, дополнительно введены алюминий и магний при следующемсоотношении компонентов, мас,о ;Углерод 0,80 - 0,95Хром 17,0-19,0Марганец 0,3-1,0Кремний 0,2-1,0Молибден 0,8-1,5Ванадий 0,05 - 0,15Церий 0,02 - 0,1Магний 0,005 - 0,01Алюминий 0,03 - 0,20Железо ОстальноеПричем сумма церия и алюминия составляет 0,07 - 0,25.Введение в состав нержавеющей сталиодновременно алюминия и магния обеспечивает очищение границ зерен от примесей,образование твердого раствора магния вжелезе, соединение остаточных вредныхпримесей с церием в виде глобулярныхвключений в матрице.Выбранное соотношение компнентовобеспечивает технологическую пластичность при металлургическом переделе, а после закалки и низкого отпуска - требуемыйуровень коррозионной стойкости.Как показали исследования, соотношения компонентов определяются следующими факторами.Нижний предел содержания углерода(0,8 о ) обеспечивает необходимую твер 25 30 35 40 45 50 55 дость и прокаливаемость сердцевины стали.Верхний предел содержания углерода, равный 0,95%, обусловлен необходимостью сохранения высокой коррозионной стойкости стали после закалки и низкого отпуска,Содержание хрома, равное 17,0 о , является пределом для этой стали, ниже которого наблюдается значительное ухудшение коррозионной стойкости стали,При содержании хрома более 19,0 опоявляется в структуре феррит, ухудшающий технологическую пластичность.Нижний предел содержания марганца (0,3 о ) обусловлен тем, что ниже этого содержания начинается ухудшение пластичности при высокой температуре из-за образования сегрегаций серы по границам зерен,При содержании марганца более 1,0 ообразуется значительное количество остаточного аустенита, приводящего к снижению твердости стали после закалки. При содержании кремния менее 0,2 о не сказывается влияния кремния как раскислителя.Верхний предел содержания кремния,равный 1,0 о , обусловлен тем, что дальнейшее его увеличение приводит к образованию дельта-феррита и к ухудшениюпластичности.Содержание молибдена, равное 0,8 ,является нижним порогом, обеспечивающим стойкость против общей и питтинговойкоррозии.При содержании молибдена более 1,5 улучшающее действие этого элемента настойкость стали в агрессивных средах прекращается и образуется дельта-феррит,ухудшающий пластичность при высокихтемпературах.Содержание ванадия менее 0,050 неоказывает положительного влияния на измельчение зерна,.При содержании ванадия более 0,15 о происходит образование значительного количества карбида ванадия и снижение твердости стали,При содержании церия менее 0,2 оон неоказывает положительного влияния на неметаллические включения и, следовательно,на технологичность при высоких температурах и коррозионную стойкость,При увеличении содержания цериясверх значения 0,1 одальнейшего улучшения свойств стали не происходит, в то жевремя наблюдается повышенная загрязненность неметаллическими включениями, появляется так называемая цериеваянеоднородность.Содержание магния в количестве 0,005% гарантирует технологическую пластичность в области высоких температур и способствует очищению границ зерен от сульфидов.Увеличение содержания магния более 0,01% приводит к усилению ликвационных процессов и потерей пластичности.Алюминий в количестве 0,03% гарантирует раскисление жидкого металла, связывание кислорода в тугоплавкие соединения, десульфурацию в раскислительный период плавки.При содержании алюминия более 0,2% что происходит ухудшение поверхности слитков при разливке.При этом ввод церия в сумме с алюминием в пределах 0,07 - 0,25% способствует очищению границ исходных аустенитных зерен от сульфидов и окислов.При содержании Х(А+Се) менее 0,07% раскисление стали оказывается недостаточным для эффективного очищения от вредных примесей, При содержании Х (А+Се) более 0,25% дальнейшего улучшения свойств стали не происходит, наблюдается повышение загрязнения неметаллическими включениями.Сталь предлагаемого состава обеспечивает визделиях шестеренных насосов высокую коррозионную стойкость в агрессивных средах.Способ осуществляют следующим образом.В открытой индукционной электропечи емкостью 60 кг выплавляли на свежей шихте и чистых материалах сталь разного состава, Слитки массой 17 кг охлаждали в песке, Перед ковкой слитки зачищали, Нагрев слитков производили до 1160 С в газовой печи, Слитки ковали на прутки диаметром 28 - 50 мм с последующей прокаткой на диаметр 12 - 20 мм, Смягчающую термическую обработку готового сортамента проводили в колпаковой печи при 750 С в течение 4 ч; охлаждение с печью под колпаком, Заготовки под образцы подвергали дополнительному отжигу при 840 С в течение 2 ч; охлаждение со скоростью не более 25/ч до 600 С и далее на воздухе. Технологическую пластичность определяли на образцах с размером рабочей части 8 х 40 мм методомскручивания до разрушения при 1200 С.Коррозионные испытания проводили в технологической среде замасливателя с5 250 мг/л С в течение 1000 ч и среде прядильного раствора "Оксалон" в течение250 ч, на плоских образцах в форме диска срабочей поверхностью от 9 до 23 см иотверстием для завешивания в раствор на10 нитях. Коррозионную стойкость оценивалипутем визуального осмотра поверхности ипо потере массы образцов за время испытаний в пересчете на скорость коррозии(г/м ч). Взвешивание образцов до и после15 испытаний осуществляли на аналитическихвесах с точностью 0,0001 г. Образцы длякоррозионных испытаний подвергали упрочняющей термообработке по режиму: закалка 1050 С, масло и отпуск 140 С, 1 ч,20 воздух для получения твердости сталей 52 -60 НВС, После этого образцы шлифовали.Химический состав предлагаемой и известной сталей и результаты испытаний образцов представлены в таблице,25 Из приведенных в таблице данных видно, что предлагаемая сталь превосходит известную сталь по коррозионной стойкостипри сохранении технологической пластичности.30 Формула изобретенияНержавеющая сталь, содержащая углерод, хром, марганец, кремний, молибден,ванадий, церий, железо, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения коррозионной35 стойкости в средах производства химических волокон при сохранении технологической пластичности, она дополнительносодержит алюминий и магний при следующем соотношении компонентов, мас.%;40 Углерод 0,80 - 0,95Хром 17,0-19,0Марганец 0,3-1,0Кремний 0,2-1,0Молибден 0,8-1,545 Ванадий 0,05 - 0,15;Церий 0,02-0,10Магний 0 005 - 0 01Алюминий 0,03 - 0,2Железо Остальное50 причем сумма церия и алюминия составляет0,07 - 0,25.сСх аху м хо ххоз ао, ссгчг сщ хаххФ- ФЦ Олсо ео ох сх.э х-х )х х оФ Ха о а хо хУой с - о1о -2ФЭЭао ц йо а= с )х а ало С 1 Фгулаг окс о с л ч аао ло оов гч а-оос гоамасО ск лоооо аас о М лво с сл лооо - оФс ы ч м а р ллх огФ Хл-л,.а моочолоооо О- :л-о ачооа со лстл ООООСл ООООО со а - ч о о о о ч о ООООО лссссо" )- )- - -цо о ом ч м ч ч о м ---л лООООО л ч ооо о о с о сл ло оооо ч о с . о - о ол ооооо