Мартенситностареющая сталь

Соеэ Советских Соцнапнстнческнк РеспублнкОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 11850726(51)М. Кл. с присоединением заявки йо(23) Приоритет С 22 С 38/52 Государственный комитет СССР по делам изобретений и откр ыти йУральский ордена Трудового Красного Знамени политехническийинститут им. С.М. Кирова и Белорецкий ордена Трудового(71 ЗаяввтелиКрасного Знамени металлургический комбинат им. М.И, Калинина(54 ) МАРТЕНСИТНОСТАРЕОЦАЯ СТАЛЬ Изобретение относится к металлур.гии стали, в частности, к холоднодеформируеьым корроэионностойкимсталяМ, предназначенным для изготовления высокопрочной теплостойкой проволоки и пружинной ленты,.Известна мартенситностарекщаясталь 1, содержащая вес. В:Углерод 0,01-0,0 3Никель 5,0-10,0Хром 12,0-13 рОМолибден 1,4-2,4Кобальт 3,0-4,5Алюминий О, 10-0,40Титан 0,40-1,0 15Марганец 0,10-0,25Кремний О, 10-0,25Церий 0,010 -0,10Железо ОстальноеОднако сталь имеет не высокие 20релаксационную стойкость при темпе"ратурах окружающей среды до 400 оС,прочность, упругие свойства и технологическую пластичность,Цель изобретения - повышение технологической пластичности, прочностных упругих свойств и релаксационной стойкости,Для достижения указанной целисталь дополнительно содержит иттрий 30 и гафний при слвдукщем соотношении компонентов, вес.В:Углерод 0,003-0,03 Хром 11,0-13,0 Никель 5,0-10,0 Кобальт 5,0-8,0 Молибден 2 е 0-5,0 Титан О, 7-1,5 Алкэаний 0 р 05-0, 35 Иттрий 0,01-0,15 Гафний 0,01-0, 15 Железо Остальное Совместное введение в сталь иттрия и гафния и увеличение содержания кобальта для достижения поставленной цели объясняется следукщим, Пластические свойства высокопрочных мартенситностареющих сталей существенно зависят от содержания примесей и нвметаллических включений. Микролвги" рование иттривм и гафнивм уменьшает количество и размеры немвталлических включений, придает им глобулярную форму и очищает границы зерен от вредных примесей серии фосфора,Увеличение содержания кобальта повыаает пластичность мартенсита при холодной деформации эа счет уменьшения сопротивления к 1 исталличвской решетки движению дислокаций и одноврв850 726 Т аблица 1 Содержание элементов, вес, В Сталь Плавка С Сг Н Со Н Т А Се Ге НФ Предлагаемая 1 0,003 11,0 5,0 5,0 2,0 0,70 0,05 0,01 0,01 Остальное То же 2 001 12,4 83 6,3 2,6 092 0,24 008 009о3 0 03 13,0 10,08,0 5,0 1,50 0,35 0,15 0,15 Известная 4 0 к 02 12 кЗ 9 кО ЗкО 2 е 1 0 г 87 Ок 35 ОКОВ менно повышает эффект упрочнения пристарении,. Стали выплавляли в вакуумной индукционной печи емкостью 100 кг в основных тиглях. Слиток после кристаллизации б ч гомогенизировали при1150 оС, подвергали механической обработке и ковали на заготовку размером 83 х 83 х 1000 мм. Заготовки прокатывали в катанку диаметром б мм.Из этой катанки путем холодноговолочения изготовляли проволоку различных диаметров часть которой подвергали плющению в ленту. Промежуточной смягчающей термообработкойбйла закалка от 950 оС в воду,В табл. 1 приведен химическийсостав трех плавок предлагаемойстали и известной.Иэ предлагаемой стали была получена проволока различных диаметров,обладающая после деформации с опти:,;альной суммарной степенью обжатняи старения при 475-500 ОС, 1 5 чуровнем свойств, приведенных втабл. 2,В табл. 3 приведены сравнитель.ые данные механических свойствпредлагаемой стали и известной в эака.енное (в числителе) от 950 О Св, сост аренном ( в э наменателе) при480 С эа 3 ч состояниях (испытаОния проводят на проволочных образцах диаметром 4 мм), В таблице приведены средние значения по результатам трехкратных измерений.В табл, 4 приведены в сравнениемеханические свойства и релаксационная стойкость плющеной ленты Жче -нием 0,12 х 1,5 мм иэ предлагаемойстали и известной. Релаксационнуюстойкость определяли после испытанияпри 400 ОС в течение 100 г при начальном напряжении 6=140 кгс/мм.Как видно иэ таблиц, предлагаемаясталь превосходит известную по характеристикам пластичности в закаленном и состаренном состояниях, по абсолютному значению характеристикпрочности и упругости в состаренномсостоянии и по величине их приростаэа счет старения, по уровню термической стабильности.Применение предлагаемой сталив качестве нержавеющего высокопрочного пружинного материала взаменизвестного сплава обеспечивает улучшение пластичности стали при холодной деформации, что позволяет уве-.личить суммарную величину степенидеформации перед старением и повыситьпрочностные и упругие свойства прово локи и ленты. Кроме того, примернов 1,5 раза уменьшается расходныйкоэффициент затраты металла при изготовлении этих металлоизделий,20 Получение проволоки и ленты с болеевысокими упруго-прочностными характеристиками обеспечивает повышениенадежности и служебных характеристикпружин и упругих элементов, создаетусловия для уменьшения веса и размеров этих изделий.Повьпаение релаксационной стойкостирасширяет интервал рабочих температурэксплуатационной стали, что особенно важно для таких изделий как микропроволока для армирования композиционных материалов,Полученный комплекс свойств позволяет применять предлагаемую сталь в 35 виде проволоки и ленты для изготовления пружин и армирования композиционных материалов, эксплуатируемых притемпературах до 400 оС в слабоагрессивных средах40 При этом пружины из предлагаемойстали не уступают по свойствам пружинам, изготовленным из дорогостоящего кобальтового сплава К 40 ХНМ,Диаметр,55-60 52-56 200-220 230-250 260-2 80 300-320 3-5 70-80 80-90 1-.3 50-55 50-53 0,3-0,8 0,1-.0,2 92-97 97-99,5 Т аблйц а 3кгс/мм 6кгс/ммф Ст аль Плавка о Предла- гаемая 72/55 9/5 10/6 76/60 75/5 8 9/4 Известная 105/160 62/45 91/158 6/3 Т аблиц а 4 кгс/мм ф,кгс/мм Плавк Гибы Угол пржинностград Предлагамая 0-2 70 255-265 30-32 150-15 80-290 260-270 25-28 152-156 75-280 265-272 24-26 152-156 Известная 145-15 0-250 20 7 254-260 Суммарнаястепеньдеформации, В 98/170 10 3/175 105/132 92/167 93/170 95/174850 726 Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 558064, кл. С 22 С 38/52, 1977. 10 Составитель Л,СуязоваТехрвд Ж. Кастелевич Корректор М.Пожо Редактор Е.Лушникова Тираж 681 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Эаказ 6254/35 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Мартенситност арекв 1 ая ст аль, содержащая углерод, хром, никель, кобальт, молибден, титан, алюминий и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью поамаения технологической пластичности, прочностных, упругих свойств и рвлаксационной стойкости, она дополнительно содержит иттрий и гафний при следукщем соотношении компонентов, вес.ЪУглерод 0,00 3-0,0 3Хром 11,0-13,0 НикельКобальтМолибденТитанАлюминийИттрийГафнийЖелезо 5,0" 10,05,0-8,02,0-5,00,70-1,.5О, 05-0, 350,01-0,150,01-0,15Ост аль нов