Жаропрочная сталь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 8 А 1 5 С 22 С 38/38 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 2быть использовано для изготовления выпускных клапанов, работающих в автомобильных и тракторных дизелях при температурах до 800 С в среде продуктов сгорания низкосортного дизельного топлива с содержанием серы до 2%, Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости и длительной прочности при воздействии продуктов сгорания низкосортного дизельного топлива. Стал ь дополн ител ьно содержит редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас.)ь: углерод 0,45 - 0,65; хром 18,0 - 22,0; марганец 9,0- 12,0; кремний 0,1 - 1,0; молибден 0,5-1,5; ниобий 0,5-2,0; азот 0,3-0,6; цирконий 0,01 - 0,3; редкоземельные металлы 0,01 - 0,1железо остальное, 2 табл. ных клапа нных температурах для вып Наиболее близкой к пре нической сущности и досу является жаропрочн следующий химиче агаемой и игаемому реая сталь, имекий состав,зультатющаямас,%: женнои кетворивойства ен ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Авторское свидетельство СССРМ 1650762, кл. С 22 С 38/58, 22.11,89.(57) Изобретение относится к металлургиив частности к жаропрочной стали, и може Изобретение относится к металлургии, в частности к производству жаропрочных сталей, используемых для изготовления выпускных клапанов, работающих в автомобильных и тракторных дизелях при температурах до 800 С в среде продуктов сгорания низкосортного дизельного топлива с содержанием серы до 2%,Известны стали, предназначенные для эксплуатации под нагрузкой при повышенной температуре в среде продуктов сгорания жидкого, твердого и газообразного топлива, в том числе сталь 55 Х 20 Г 9 АН 4, сталь Х 50 СГМпйЧ 219, сталь ЕЧ 8, сталь ВЯ 970352 Я 54.Указанные материалы обладают пониоррозионной стойкостью, неудовл тельными механическими с ми при комнатной и эксплуатациУглеродХромМарганецНикельАзотМолибденНиобийВанадийЦирконийЖелезори условии вып 0,50 - 0,6020,0 - 24,08,0 - 11,01,0 - 3,00,30 - 0,600,5-1,50,5-1,50,5 - 1,50,05-0,20Остал ьноотношений= 0,10 - 0,20;углерод+ азот = 0,9-1,1.Кремний может присутствовать в составе в качестве примеси до 0,8 , Однако эта сталь имеет недостаточную длительнуюо прочность при температурах до 800 С и пониженную коррозионную стойкость в продуктах сгорания низкосортового дизельного топлива с содержанием серы до 2 . Цель изобретения - с повышением коррозионной стойкости и длительной прочности при воздействии на сталь продуктов сгорания низкосортного дизельного топлива с содержанием серы до 2 .Поставленная цель достигается тем, что жаропрочная сталь, содержащая углерод, хром, марганец, кремний, молибден, ниобий, азот, цирконий и железо, дополнительно содержит РЗМ при рациональном выборе соотношения других легирующих элементов.Повышение коррозионной стойкости достигается благодаря образованию тугоплавких соединений РЗМ, образующих барьер на границе слоя продуктов коррозии и затрудняющих протекание диффузионных процессов. При этом происходит очистка границ зерен от легкоплавких соединений типа йа 2 Мо 04, снижается уровень межкристаллитного разрушения, что, в свою очередь, повышает длительную прочность,Рациональный выбор соотношения легирующих элементов связан с отсутствием в предлагаемой стали никеля и ванадия, играющих ведущую роль в активизации коррозионных процессов в условиях эксплуатации в связи с образованием соединений и эвтектик на базе сульфидов никеля МЯ и ЮзЯ 2, а также пятиокиси ванадия ЧАЩОБ. Отсутствие в составе предлагаемой стали никеля и ванадия удешевляет металл, упрощает технологию его получения и значительно снижает в сравнении с известной сталью как вероятность образования легкоплавких соединений, так и скорость коррозии. П р и м е р. Сталь предлагаемого состава выплавляли в индукционной печи емкостью 40 кг.Заливку производили в металлические изложнецы, слитки проковывали на заготовки, а затем в прутки 16 мм для изготовления образцов,В табл,1 приведеныы составы плавокпредлагаемой стали (1 - 3) с различным со 5 держанием легирующих элементов предлагаемых в пределах, предлагаемой стали сзапредельным содержанием компонентов(4 и 5), а также известной стали.В табл,2 приведены результаты испыта 10 ний образцов из сталей составов 1 - 6 в синтетических средах, имитирующих осадокпродуктов сгорания низкосортного дизельного топлива. Термическую обработку образцов проводили по режиму: нагрев до15 1180 + 10 С, 30 мин. вода с последующимстарением 740+ 10 С, 12 ч, воздух.Длительную прочность определяли наобразцах по ГОСТ 10145 - 81. На образцычерез каждые 100 ч наносили синтетическую20 смолу состава,: СаО 5; ЧАЩОБ 25; Ре 20 з 10;йа 2304; М 90 1,0; Сг 20 з 5.Определение коррозионной стойкостипроводили на образцах диаметром 5 мм,длиной 25 мм тигельным способом в среде25 90 ЧАЩОБ и 10 Ка 2304, термоциклирование - с выдержкой 45 мин при 800 С, Результаты подсчитывали как среднее из 3циклов для 10 образцов каждой плавки.Жаропрочная сталь предлагаемого со 30 става обеспечивает повышение ресурса выпускаемых клапанов автомобильных итракторных дизельных двигателей до 12 -14 тыс ч. 35 Формула изобретенияЖаропрочная сталь, содержащая углерод, хром, марганец, кремний, молибден, ниобий, азот, цирконий и железо, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения40 коррозионной стойкости и длительной прочности при воздействии продуктов сгорания низкосортного дизельного топлива, она дополнительно содержит редкоземельные металлы при следующем соотношении45 компонентов, мас, :Углерод 0,45 - 0,65 Хром 18,0-22,0 Марганец 9,0 - 12,0Кремний 0,1 - 1,0Молибден 0,5-1,5Ниобий 0,5 - 2,0 Азот 0.3-0,6 Цирконий 0,01 - 0,3Редкоземельные55 металлы 0,01 - 0,1Железо Остальное- а оо мо Ооооо а л гкС;Чл л а л в О оооо ЮМО 33 в в в л л О 3 ЧОСЧ во вм л еь Л Л о о ч во о л л е оо1733498 Таблица 2 10 15 20 25 30 35 Составитель В,БростремТехред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова Редактор А.Огар Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 1641 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5