Сталь

Союз СоветскннСоцналнстнческннРеспублик ОРС СВИДЕТЕЛЬСТВ(61) Дополнительное к авт, саид-ву(22) Заявлено 25 0779 (21) 2802808/22-02с присоелиненнем заявки лв(23) Приорнтет(51) М 22 С 38/54 Государственный квин СССР пв делам изобретен н открытий) Авторыизобретени А. еб Институт проблем литья АН Украинской Заявител 54) СТАЛЬ ей 5 ны 17-19 11-130,3-0,70,01-0,08 0,005-0,08 0,005-0,05 Изобретение относится к металлургии в частности к литейной стали, обеспечивающей гидроплотность изготовленных из нее отливок и обладающей высокими коррозионной стойкостью, литми и механическими свойствами.Известна сталь 15 Х 18 Н 12 СЧТЛ(ЭИ 654 Л) И .Недостатками стали, кроме низких механических свойств, являются относительно невысокие плотность, коррозионная стойкость и литейные свойства. Наиболее близкой к предлагаемой является сталь 21, содержащая, вес.3:Углерод 0,13-0,19 Кремний 3,8-4,5 Марганец 0,5-1,0 ХромНикельТитанАлюминийКальцийМагний Редкоземельныеметаллы 0,005-0,1Железо ОстальноеНедостатками стали являются относительно невысокие коррозионные стойкость и прочность, что снижает качество изготовленных из нее отливок арматуры химического и нефтяного оборудования.Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости и прочности при сохранении плотности, пластичности и литейных свойств.Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, алюминий, кальций, магний, редкоземельные металлы и железо, дополнитель. но содержит иттрий и бор при следующем соотношении компонентов, вес.4;Углерод 0,13-0,19Кремний 3,8-4 5Марганец 0,5-1,0Хром 17-19Содержание компонентов, 3 Сталь Угле Крем Марга Хром Ни- Тирод ний нец кель тан Алюми Каль Магний ций ний РЗМ Ит- трий Бор Известная 1 0,14 4,1 0,8 18 11 0,4 0,04 0,02 0,01 0,04 Предлагаемая2 0,15 3,8 0,7016 39 100,17 4,3 0,5 0,19 4,5 0,9 19 18 17 17 12 0,5 13 0,6 11 0,7 12 0,3 0,01 0,03 0,03 0,04 0,02 0,005 0,03 0,05 0,02 0,005 0,02 0,06 0,01 0,007 0,05 0,005 0,01 0,0005 0 005 0,08 0,03 0,002 0,05 0,02 0,17 4,2 0,6 18 13 0,5 0,03 0,05 0,009 0,03 0,0050,003 НикельТитанАлюминийКальцийМагний5Редкоземельныеметаллы 0,005-0,08Иттрий 0,005-0,03Бор О, 0005-0,007Железо Остальное 10Сталь в качестве редкоземельных металлов содержит церий, празеодим и гадолиний в равном соотношении.Дополнительное введение в состав стали иттрия объясняется его способ ностью повышать термодинамическую стабильность структуры в агрессивных .средах эа счет снижения общего содержания неметаллических включений и кислорода, повышения гомогенности структуры. Оптимальное содержание иттрия в стали должно находиться в пределах 0,005-0,03 вес.Ж, Меньшее его содержание не обеспечивает снижения содержания включений и кислорода, и соответственно, повышения коррозионной стойкости, а большее, свыше верхнего предела, вызывает появление избыточного количества окислов и других включений на границах зерен, что резко снижает весь комплекс свойств стали,Введение в состав стали бора связано с его способностью увеличивать прочность стали эа счет образования мелкодисперсных частиц нитридов бора,35 благодаря которым зерно измельчается. При нагреве до 900-1000 С нитриды бора почти полностью растворяются в твердом растворе, а при охлаждении вы 40 деляются в виде дисперсных частиц,Бор заметно улучшает прокаливаемостьстали, Оптимальное содержание борав стали определяется пределами 0,00050,007 вес,l. Меньшее его содержаниене способствует благоприятным изменениям в структуре, а большее, свышеверхнего предела, приводит, в силуего высокой раскислительной способности, к избыточному количеству окислов,а также нитридов бора, Последние вэтом случае скапливаются на границахзерен и снижают исследуемые свойствастали,В качестве редкоземельных металлов(РЗМ) выбраны церий, празеодим и гадолиний в связи с тем, что они обладаютнаиболее высокой модифицирующей способностью среди элементов группы РЗМ.Сталь приобретает мелкозернистую структуру, свободную от крупных включенийособенно сульфидов. Указанные элементы практически не уступают друг другуи их равное соотношение обеспечиваетмаксимальный эффект, исходя из показателей коррозионной стойкости и пластичности.Для определения оптимального состава предлагаемой стали исследованыее плотность, корроэионная стойкость,механические свойства и жидкотекучесть в зависимости от различногосодержания входящих в ее состав компонентов,Металл выплавляют в 150-килограммовой индуктивной печи иэ исходнойшихты, включающей лом, литники, возврат и т.д.Химические составы опытных сталейприведены в табл,1,Таблица 15 88533В процессе фракционной разливки в50-килограммовые разливочные ковширасплав обрабатывают добавками 0,10,53 комплексной лигатуры, содержащейалюминий, никель, кальций, магний,5РЗИ, иттрий и бор,ПовышеМеханические свойстваат,анкгс/им кгс м/см ПлотСкорость коррозии, г/м ч Сталь Время до появления ИКК,ч ность,г/см ние жидкотекучести,1 бь кгс/мм30,3 46,5 8,7 34 50 9,5 32 49 9 3 32 48 9,2 3" 50 9 " 33 47 8,9 69 1 8, 016 0,0442 40 толщины стенок, что даст экономиюдефицитной дорогостоящей стали.формула изобретения 1. Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан,алюминий, кальций, магний, редкоземельные металлы и железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью 40повышения коррозионной стойкости ипрочности при сохранении плотности,пластичности и литейных свойств,она дополнительно содержит иттрийи бор при следующем соотношениикомпонентов, вес.4:45Углерод 013 019Кремний 3,8-4,5Иарганец 0,5-1,0Хром 17-19Никель 11-13Титан 0,3-0,7Алюми ний 0,01-0,05Кальций О,ОО 5-0,05Магний 0,005-0, 05Редкоземельныеметаллы 50 О, 005-0,080,005-0,030,0005-0,007Остальное ИттрийБорЖелезо 2 8,027 0,0433 Не обнаружена 75 3 8,022 0,0434 То же 738, 016 О, 0436 71 5 8 017 О 0435 70 6 8, 016 О, 0436 -нИэ приведенных в табл. 2 результатов следует, что скорость коррозиипредлагаемой стали ниже скоростикоррозии известной. Кроме того, еслив известной стали в ходе испытанийвремя до появления ИКК 24 ч, то впредлагаемой межкристаллитная коррозия не обнаружена. Прочность предлагаемой стали превышает прочностьизвестной на 5-103.По пластичности, плотности и жидкотекучести предлагаемая сталь неуступает известной, а в некоторыхслучаях несколько превышает ее поэтим показателям,Повышенный удельный уровень коррозионной стойкости и всего комплексасвойств предлагаемой стали позволяетрекомендовать ее дпя широкого промышленного применения вместо изве-тнойдля изготовления литых деталей арматуры, работающих в азотной кислотеи в других менее агрессивных средах.При этом экономический эффект отвнедрения предлагаемой стали ожидается за счет повышения качества отливок, увеличения их срока службы,что связано в основном с повышениемкоррозионной стойкости и снижением 3 6Для исследований опытными составами стали заливают формы с образцами, изготовленные по выплавляемыммоделям,Результаты испытаний приведеныв табл, 2,Таблица 2885333 Составитель Л, СуязоваТехред 3. Фанта Корректор С. Ыекмар Редактор В. Петраш Заказ 10454/37 Тираж 684 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5еФилиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул, Проектная, 4 2. Сталь по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве редкоземельных металлов содержит церий, празеодим и гадолиний в равном соотновении. 8Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сталь ЭИ 654 Л. ОСТ 26-07-402-72,2. Авторское свидетельство СССР5 йф 661038, кл. С 22 С 38/50, 978.