Сталь

ОП Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соеетскик Соцналистическии Республик(51)М. Кл. С 22 С 38/50 с присоединением заявки Ио -Государственный омнтет СССР по делам йзобретеннй н открытнй(53) УДК 669.14.018.52.821- -194(088.8) Дата опублиновамия описания 03. 12. 80 С, Н, Примеров, В. Н. Зоц, Ф. М. Перепелица, В. Б. Вихляев,А, П, Савченко, Г. А. АлФинцев, С. Н. Робраков и В. Д. Краля(72) Авторы изобретения институт проблем литья Ан украийской ссР и киевскоепроизводственное объндийение арматуростроения(5 ч) СТАЛЬ Изобретение относится к областй металлургии стали, в частности и ли- :тЕйНЫМ СтаЛяМ, ОбЕСПЕЧИВаЮщНМ ВЫсб" кую гидроплотность изготовленных йэ нее отливок и обладающим вйсоКйМи корроэионной стойкостью, литейныМИ и механическими свойствами.Известна сталь, содержащая,вес.в: Углерод . Да 0,07Кремний До 0,80Марганец До 0,80Хром 19-21Никель 24-26Молибден 23-3,0Титан 0,4-0,7Медь 1,8-2,2Железо Остальное 11,Данная сталь является наиболее близкой к изобретению по техниЧеской сущности и достигаемому результату,Недостатки известной стали - низкие корроэионная стойкость, литейные и механические свойства, гидроплотность отливокЦелью изобретения являются пбвышение корроэионнойстойкости, литейных и механических свойств, гидро- плотности отливок.Для достижения цели предлагаемая сталь дополнительно содержит алюми 2,ний, кальций, магний и редкоэемельййеметаллы при следующем соотношении компонентов, вес.В:Углерод 0,02-0,07 ф Кремний 0,4-0,8Марганец 0,4-0,8 Хром 19-21Никель 24-26 Молибден 2,3-3,0 Титан 0,4-0,7 Медь 1,8-2,2 Алюминий 0,01-0,05 Кальций 0,005-0,08 Магний 0,001-0,05 35 Редкоземельныеметаллы 0,01-0,1 Железо Остальное Целесообразность введения в состав стали алюминия связана с его 20 положительным влиянием на ее технологические и механические свойства.Алюминий, связывая свободный азот, образует нитриды, которые оказывают на сталь модифицирующее действие, яв ляясь регулятором аустенитного зерна. Нри этом заметно повышаются прочностные свойства стали, Кроме того,при условии содержания алюминия в стали легкоплавкие неметаллические 30 включения, осаждаясь на тугоплавких783358 менно обеспечивается глубокое рафинирование и дегазация стали, сопровождающиеся очищением границ зерен,а также равномерное перераспределение сложных карбидов. В итоге существенно повышаются литейные и пластические свойства стали, особенно ударная вязкость.Совместное введение кальция, магния и РЗМ сопровождается измельчением аустенитной структуры и более равномерным распределечием сигма-фазы в межосных участках и по границам зерен. При этом общее количество сигма-фазы снижается.Металл выплавляли в 150 кг индук ционной печи. Химические составыопытных сталей приведены в т-",.бл.1 (сталь Р 1 - известная; сталь Р 2-8- предлагаемая),Таблица 1 Химический состав, вес.Ъ Сталь,никель мар- гане алюминий углеРод молибден кремний ром ти- тан маг- РЗМний медь кальций железо 0,5 2,1 Оста- льное 2 0,03Ф 0,5 1,8 0,02 0,03 0,02 0,05 То же 0,4 2,0 50,6 2,2 0,03 0,010,001 0,10 -и 0,01 0,02 0,7 1,9 0,05 0,08 0,5 1,9 0,04 0,009 0,008 0,08 0,4 1,8 0,06 0,004 0,06 0,11 0,6 2,1 0,009 0,09 Следы 0,009-"- . При исследованиях литейных свойств 45 стали определяли ее жидкотекучесть и линейную усадку, как наиболее важные свойства, во многом определяющие качество отливок. Жидкотекучесть при постоянной температуре перегрева рас плава изучали на спиральной пробе в сухой форме иэ жидкостекольной смеси. Линейную усадку стали фиксировали на приборе Большакова. Механические свойства стали исследовали путем ис пытания на растяжение и ударную вязкость общепринятых стандартных образцов, изготовленных из заготовок, полученных по выплавляемым моделям,Термическая обработка образцов включала закалку в воде от 1200 С.оОдновременно с исследованием литейных и механических свойств стали определяли гидроплотность изготовленных из нее отливок арматуры. Испытания на плотность производили водой при различном давлении. Признаком брака является появление в отливке течи и потения при определенной величине испытательного давления,Результаты гидравлических испытаний, литейных и механических свойств приведены в табл. 2 (сталь Р 1 -известная; сталь .Р 2-8 - предлагаемая). включениях глинозема, образуют более благоприятные глобулярные включения, легко удаляемые из стали. Одновременно очищаются границы зерен от вредных примесей, а структура становится более однородной и гомогенной, что в итоге способствует повышению -мехайических свойств стали.Дополнительное введение в состав стали кальция, магния и РЗМ способст-. вует дйспергкрованию нитридных включений и более равномерному их распределению в объеме металла. Но более важным является их исключительно благоприятное влияние на структуру стали, форму, количество и характер распределения нембталлических включений. Общее содержание включений после введения в сталь этих элементов снижается почти в два раза, одновре 1 Ою 05 Огб Ою 5 19 ю 5 24 т 7 2 юб 0,5 0,4 21,0 24 2,7 3 0,07 0,4 О,б 19,7 24 3,0 4 0,05 0,6 0,5 19,0 25 2,5 5 0,02 0,8 0,7 20,5 26 2,3 б 0,04 0,7 0,8 19,2 25 2,4 7 0,04 0,5 0,6 20,7 ,25 2,8 8 0,05 0,6 0,5 19,4 26 2,9 0,03 0,005 0,05 0,02 -фф783358 Таблица 2 2,62 44,5 25,7 24,6 32,8 16,5 2,34 48,6 28,3 42,7 50,5 28,5 38,6 46,8 2,42 46,3 26,2 27,5 48,3 2,38 41,4 46,8 27,4 28,0 25,9 36,5 45,7 5 45,2 2,46 27,0 25,5 37,4 47,3 2,40 45,7 28,0 2,56 44,9 25,3 28,3 40,8 20,5 2,48 45,3 " 26,7 32,5 44,7 24,5 Таблица 3 О,9342 0,0332 0,0330 0,0331 0,0329 0,0232 0,0225 0,02290,0230 0,0227 0,0618 0,067 0,062 0,064 0,065 0,059 0,0495 0,0523 0,0498 0,0512 75 410 150 595 145 575 150 . 590 140 555 145 565 95 510 110 540 Гидроплотность отливок из предла,гаемой стали поднялась с 75 до 150 атм при максимальной толщине стенок 20 мм. Жидкотекучесть повысилась с 410 мм до 555-590 мм,что составляет увеличение на 35-45.Линейная усадка снизилась с 2,62 до 2,34-2,46,Испытания на коррозионную стойкость известной стали 5 Х 20 Н 25 МЗД 2 ТЛ и предлагаемой стали проводили на образцах, закаленных в воде от 1100 фС. В процессе испытаний определяли скорость коррозии образцов в концентрированной серной кислоте и 65-ной азотной кислоте при температурах кипения. Объем растворов постоянный(600 мл), Продолжительность испытаний 48 ч. На каждый вариант опытной стали испытывали по три образца.Корроэионную стойкость оценивалипо потере веса образцов за весь период испытаний. Кроме испытаний накорроэионную стойкость проводили испытания на стойкость опытных сталейк межкристаллитной коррозии (МКК)пометоду АМ (ГОСТ 6032-58) в течение З 5 24 ч.Склонность к МКК оценивали как:методом загиба образцов на угол 90 ф,так и металлографическим методом.Испытания на МКК показали, что образцы иэ всех опытных сталей составов9 1-6 простояли без признаков МКК втечение 24 ч.Результаты испытаний образцов накорроэионную стойкость приведены втабл. 3 (сталь Р 1 - известная;сталь 45Р 2-8 - предлагаемая).,01-0,05005-0,08001-0,05 30 зобретенияФормул Ст,содерж иий, марганец, хр ден, тйтай, меКь ч а ю щ а я с я т повьзйейиякоррози тейних и механиче роплотнббти отлив 0,01-0Остальн ащая углерод, кремом, ниппель, молиби железо, о т лнем, что, с целью онной стойкости, лиских свойств, гидок, .ойа дополни 35 е07 Составитель Л. СуязоваРедактор Н. Корченко фГехред Н.Граб Корректор пп.Заказ 8,80 3 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, МосквТираж 694 Подписисгвенйого комитета СССРзобретений и открытийЖ, Рауюская наб., д. 4/5 Фил ППП"Патент, г. Ужгород,оул. Двоек Йз приведенных результатов следует, чтопо скорости коррозии и проницаемости предлагаемая сталь составов У 2-6"йескЬйько йревбсходйт из-" вестную сталь 5 Х 20 Н 25 МЗД 2 ТЛ, что в ,комплексе с более высокими гидро- плотностью, литейными и механическими свойствами позволяет рекомендоват ее для яимического маюиностроения йри иэМбтовлении отливок арматуры, стойких в серной кислоте и других аг- рессивных средах. тельно содержитмагний и редкозеследующем соотновес.%УглеродКремнийМарганецХромНикельМолибденТитанМедьАлюминийКальцийМагнийРедкоземельиыметаллыЖелезо Источники информации,инятые во внимание при эксперт 1. Сталь 5 Х 20 Н 25 МЗД 2 ТЛ. ОСТ 2 2-72.