Сталь

Союз СоветскииСоциапистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в 885334(51)М. Кл,С 22 С 38/54 Государственный квинтет ио аелзи изобретений и открытий(72) Авторы изобретен Институт проблемДля достижен сталь, содержащ марганец, хром, магний, редкозем я поставленнои целия углерод, кремний,никель, кальций,льные метал ю Изобретение относится к метгии стали и литейного производв частности к разработке литейвысоколегированных сталей аустного класса с повышенными коррной стойкостью, литейными и меческими свойствами,Известны в химическом машинении литейные нержавеющие сталрок 10 Х 18 Н 9 ТЛ, 10 Х 18 Н 12 М 2 ТЛ,15 Х 18 Н 12 САТЛ, из которых изготют обширный перечень отливок ахимических аппаратов, корпусовсов и т.д, 0Наиболее близкой к предлагаявляется сталь 21, содержащаявес.3:УглеродКремнийМарганецХромНикельКальцийМагний тя АН Украинской ССРАлюминии 0Титан 0Бор 0,0 7 Редкоземельныеметаллы 0,01-0,1 Железо Остальное Существенным недостатком известной стали являются относительно невысокие коррозионные свойства, что значительно снижает срок службы изготовленных из нее отливок. Так, при эксплуатации таких отливок в агрессивных средах при получении искусственного волокна их стойкость составляет всего лишь 800-1000 ч вместо 5000-6000 ч по требованиям проекта.Цель изобретения - снижение склонности к межкристаллитной коррозии, повышение коррозионной стойкости стали.5 о 15 20 25 зо 35 4 о 45 5 О 55 В качестве РЗМ выбраны церий, празеодим и гадолиний в связи с тем, что именно эти элементы из группы РЗМ обладают наиболее высокой модифицирующей и рафинирующей способностью. В результате сталь приобретает мелкозернистую структуру, свободную от крупных неметаллических включений и особенно сульфидов. 8 рассматриваемом ний титан, бор и железо, дополнительно содержит иттрий, при следующем со- отношении компонентов, вес.:Углерод 0,05-0,14 Кремний 0,3-1,0 Марганец 1,0-2,0 Хром 17,0-20,0 Никель 8,0-11,0 Кальций 0,005-0,05 Магний 0,005-0,05 Алюминий 0,01-0,05 Титан О, 01-0,6 Бор 0,0005-0,007 Иттрий 0,005-0,03Редкоземельныеметаллы О, 005-0,08 Железо Остальное В качестве редкоземельных металлов сталь содержит церий, празеодим и гадолиний в равном соотношении.Дополнительное введение в состав стали иттрия связано с его исключительно благоприятным влиянием на коррозионную стойкость стали. Механизм увеличения коррозионной стойкости стали при введении иттрия связан с повышением термодинамической стабильности структуры в агрессивных средах за счет снижения общего содержания неметаллических включений и кислорода, повышения гомогенности и плотности структуры. Оптимальное содержание иттрия в предлагаемой стали определяется пределом 0,005- 0,03 вес., Меньшее его содержание не обеспечивает снижение содержания включений и кислорода и, соответственно, повышение гомогенности и плотности структуры. В результате коррозионная стойкость стали повышается. Большее содержание иттрия, свыше выбранного предела, напротив, приводит к избыточному количеству окислов и других включений, которые в этом случае находятся на границах зерен и, тем самым, резко снижают весь комплекс механических свойств .и коррозионную стойкость стали. плане эти элементы практически неуступают друг другу и их равное соотношение обеспечивает минимальныйэффект, исходя из показателей коррозионной стойкости и пластичности.Для определения оптимального химического состава (табл. 1) предлагаемой стали исследованы ее механическиеи эксплуатационные свойства,В табл, 2 приведены результатымеханических и коррозионных испытаний.Как видно, механические свойствау предлагаемой стали изменяются незначительно, в основном увеличиваютсяпластические характеристики, прочностные остаются на прежнем уровне.Изменения коррозионной стойкостиболее существенны. Так, коррозионнаястойкость стали составов 2-6 находитася в пределах 18-20 г/м ч,а исходнаясталь и сталь плавок 7 и 8 в пределах24-25 г/и ч. Одновременно заметно сниЯЬение склонности к межкристаллитнойкоррозии. На образцах стали плавок2-6 трещины при загибе после кипячения появляются только после 20-22 ч,в образцах других плавок и исходнойтрещины появляются намного раньше(через 17-18 ч).Опытно-промышленные испытания деталей, отлитых из предлагаемой стали,в сильно агрессивной среде - осадительной ванне вискозного производства(НЯО 142 г/л, Ма 50 275 г/л, ЕпБОч16 г/л, Б 0,05 г/л, следы НБ СБ,температура 60 С) показывают увеличение корроэионной стойкости в среднемна 60-803 в сравнении с известной.Результаты лабораторных испытанийв указанной среде приведены в табл.3.Для опытно-промышленной проверкиотлита партия деталей (фильтр-бужнаястойка верхнего насоса прядильной машины). Осмотр деталей показывает отсутствие следов корроэионного разрушения на поверхности деталей.Таким образом, предлагаемая стальобладает повышенными коррозионнымисвойствами, что обеспечивает высокийсуровень эксплуатации деталей, изготовленных из этой стали, Это позволяетза счет увеличения ресурса работы деталей получить экономический эффектв среднем 50 тыс.руб. в год. В частности, как показывают испытания, ресурс работы литых деталей машин вискозного производства повышается в 2 раза.885334 Таблица 1 Мимический состав, вес. --1 ПлавкаС 51 Мп Сг ЗМ А Т В У Известная сталь 1 0,08 0,6 1,3 1817 8,3 0,01 0,02 0,03 0,04 0,2 0,003Предлагаемая 2 0,1 0 7 1,0 19,3 10,4 0,01 0,05 0,005 0,04 0,06 0,0005 0,02 3 0,08 0,3 1,7 17,0 9,7 0,02 0,02 0,08 0,01 0,08 0,007 0,02 4 0,05 0,6 2,0 18,4 8,0 0,03 0,04 0,04 0,03 0,2 0,005 0,05 0,14 0,8 1,4 20,0 10,6 0,005 О 09 0,01 0,02 0,6 0,001 0,005 6 0,11 1,01,6 19,5 11,0 0,05 0,005 0,05 0,02 0,01 0,003 0,03 7 0,06 0,9 1,8 18,7 10,2 0,01 0,02 0,09 0,05 0,3 0)002 0,0048 0,090,8 1,7 17,6 9,3 0,008 0,01 0,004 0,03 0,5 0,001 0,04 Таблица 2 Плавка Механические свойства Скоростькоррозии,г/м ч Время до появления МКК, ч ак,кг/мм кг/ммф Ф 4 кгм/см Известная сталь 24,31 58 28 63 69 18 гаемая 4040 22 22 4 20.Коррозионные характерис- тики б 78 Скорость коррозии, К,г/м ч 56)90 33,98 17,39 20,54 11,45 23,67 37,40 32,35 Проницаемость, П, мм/г 62,02 37,04 19,37 29,41 12,48 24,90 41,32 35,67 Формула изобретения 0,005-0,05 0,05-0,14 0,3-1,0 1,0-2,0 17,0-20,0 8,0-11,00,005-0,05 Составитель Л. Суязова Техред М,Рейвес Корректор С. Шекмар Редактор В, Петраш м Заказ 10454/37 Тираж 684 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1. Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, кальций, магний, редкоземельные металлы, алюминий, титан, бор и железо, о т л и ч аю щ а я, с я тем, что, с целью снижения склонности к межкристаллитной коррозии, повышения коррозионной стойкости стали, она дополнительно содержит иттрий при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:УглеродКремнийМарганецЗОХромНикельКальций МагнийРедкоземельныеметаллы 0,005-0,08Алюминий 0,01-0 05Титан 0,01-0,6Бор 0,0005-0, 007Иттрий О, 005-0,03Железо Остальное2. Сталь по п.1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что.в качестве редкоземельных металлов она содержит церий,празеодим и гадолиний в равном соотношении.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1, ГОСТ 2176-77,2. Авторское свидетельство СССР1 ь 589282, кл. С 22 С 38/58, 1978,