Сталь

ЕСО ОПИСАНЗЮ ИЗОБРЕТЕН ИЯ1 ейы Союз Советск ивСоциалистическиеРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУао делен изебретеиий и открытийОпублнковано 30.04.80 Бюллетень .%16 Дата опубликования описания 03,05,80,Н. А. Сорокина, Е, А, Ульянин, В. И. Федорова, А, 1. Шлямнев,Б. А. Кардонов, А. А. Быков, В. В. Топилин, И.Н. Мелькумов,Л, С. Булавина, В. Я, Ганчо, А. П. Гришин, Е. И. Тюрин, А. В.Журенко,Е. Б. пановский, П. П, Пашков, В, М, Авцин и К. А, Юшенко(72) Авторы изобретения Центральный ордена Трудового Красного Ьтаменинаучно-исследовательский институт черной металлургииим. И, П. Бардина(54) СТАЛЬ 15 1Изобретение относится к металлургии, а именно к созданию нержавеющих сталей, обладающих коррозионной стойкостью, немагнитностью и, сохраняющие пластичеокие и вязкие свойства при криогенных температурах до минус 269 С.Из известных высокопрочных, коррозионностойких, немагнитных, сваривае- мых сталей, обеспечивающих требуемые значения прочности (б60 кгс/ммоое 1 о при + 0 С) по составуингредиентов наиболее близкой к предлагаемой стали является сталь 11 следующето химического состава, вес, %.Углерод 0,01 0,05Хром 13-16Никель 2 4-34Молибден 1-1,5Титан 1,9-2,3Алюминий О, 1-0,35Ванадий О 1-ф 0 э 5Марганец 0,25Кремний 0,25Сера 0,01 фосфор 0,01 Бор 0,001 5 Железо Остальное .Известная сталь, выплавленная в тех же условиях, что и предлагаемая, после закалки и старения обладает довольно высокими; показателями; прочности и пластичности при +20 С.При температуре кипения ожиженного гелия (мннузг 269 С) в известной сталиопластичность и вязкость суптественно снижаются.Испытания при высоких температурах показывают что в при 750 850 С известная сталь обладает низкой пластичностью, относительное удлинение б не превышает 9%. Это указывает на низкую деформационную способность стали при высоких температурах и свидетельствует о том, что формирование качественного сварного шва в стали затруднено. Металлографический анализ образцов, прошед ших тепловую обработку, которая включает в себя нагрев и выдержку образцов0864 3 73опри 750-900 С, показываетчто в стали образуется значительное количество избыточной фазы с преимущественным расположением по границам зерен.Фрактографические исследования пока зывают) что образцы, прошедшие вышеуказанную тепловую обработку, разруша"оются при минус 269 С интеркристаллитно, в изломах наблюдаются трешинььНедостатки известной стали делают невозможным применение ее для изготовления крупногабаритньх сварных узлов, предназначенных для работы турбогенератора в условиях сверхпроводимостии.Бель изобретения - создание немаг нитной коррозионностойкой стали, соедь няюшей в себя положительные качества; аустенитных термически не упрочняемых сталей - удовлетворительную свариваемость в больших сечениях, повышенные значения пластичности и вязкости при криогенных;температурах) и дисперсионнотвердеюших - высокую прочность при плюс 20 С (предел текучести не меонее бо ) 60 кгс/мм ).Для значительного усовершенствования механизма старения изменяется химический состав стали.В предлагаемой стали оптимальные свойства достигаются введением ниобия и неодима, увеличением содержания молибдена и алюминия, исключением из состава титана и ванадия. Предлагается сталь следующего состава, вес. %;Углерод О) 01-0,07Хром 10 18Никель 24 36Молибден 2-5Марганец. 0,8 4,5Ниобий 2 гАлюминий 0,9-2,0Кремний 0,3Сера 0,015Фосфор 0,0155 Вор 0,001-0,005, Неодим 0,01 0,5при этом (%С) Х(АРМо) - , МЬ ЪОЖелезо Остальное,Введение ниобия в количестве 2-6%10 обусловлено тем, чтобы:а) при старении сплава получить интерметаллид И) (ЙЬ,АР) но не М 11б) уменьшить склонность к росту зернастали.Указанные пределы по концентрацииниобия 2 6% позволяют получить требуемые значения прочности, при содержании ниобия менее 2% получить требуемую прочность (предел текучести не менее 60 кгс/мм ) не удается иэ-за недостаточной интенсивности выделенияупрочняюшей фазы, повышение коьцентрации ниобия выше 6% приводит к образованию весьма грубых выделений, раз 25мером свыше 0,3-0,5 мкм другой интерметаллидной фазы типа Г 6 МЬкотораяиграет роль концентраторов напряжений.Неодим способствует преимуществен-ному выделению упрочняюшей .фазы вглубине зерна только в указанных концентрациях, так как при содержании меньшем 0,01% это положительное влияниенеодима не проявляется, а при большихвыше 0,5% - неодим взаимодействует сдругими элементами, образуя вблизи границ скопления избыточных фаз, снижаюших вязкость и пластичность.Механические свойства предлагаемойи известной сталей приведены в табл, 1,40Примеры составов предлагаемой сталиприведены в табл. 2,,01 г со о о со л со со Го со иСЧ оВ. ой Я О 3 сост о о К Со С СО с о о о со о о о О 3 о о" о о 2 й 01фС") Я СО щ О 111 11 О О Л СО СОРРЩлО 1 со я тясО сО с 0 О 3 01 Ж ф СО с й О фв а а СЧ ж ООр) Со Ж сосцСО . - О о) ж 3 - й" Щол л о ю ср со со СОсоо ог т 17 3 ф