Жаростойкая сталь

(22) Заявлено 01,04,81 (21) 3267510/22 - 02с присоединением заявки ЭЙео делам изобретений и открытий(54).ЖАРОСТОЙКАЯ СТАЛЬ бретение относится к м Целью изобретения является говышениежаропрочности, окалиностойкости, литейных имеханических свойств. тзллургии стали анию жаростойзовано ихс одвергающ яурная и жаростой 18 Н 24 С 2 Л, приотливок, работа 50 С и 1000 -Поставленная цель достистойкая сталь, содержаща ется тем, что жа. марганец, хром, никель и жо содержит алюминий, тиальций, редкоземельные мследующем соотношении кУглеродКремнийМарганецХромНикельАлюминийТитанВанадийНиобийКальцийРедкоземельныеметаллы аемои по техниу эффекту явсодержащая, вес.%:До 04,5 - 21 - 216-209 - 11 Хром Никел ально Железо Недостатотносительностойкость и ами известной стали низкие жаропрочност О ляют окал о- еских 0,01 - 0,08,005 - 0,01стальное омплекс литеиных и меха ижает качество и долговечность воиств, чтозготовленн езо х из нее отливок. и сплавов, в частности к изысккой стали, и может быть исполизготовлении литых деталей, ивоздействию высоких температИзвестна литейная жаропрочкая хромоникелевая сталь 35 Хменяющаяся для изготовленияющих при температурах 900 - 912000Наиболее близкой к предлаческой сущности и достигаемомляется жаростойкая сталь 2),УглеродКремнийМарганец я углерод, кремнии,елезо, дополнитель.ан, ванадий, ниобий,таллы и бор примпонеитов, вес.%.0,1 - 0,41,5 - 21 - 216 - 209 - 110,01 - 0,050,01 - О,10,05 - 0,150.05 - 0,250,005 - 0,05"Известная сталь17,2 9,8 0,2 1,6 1,3 Предлагаемая сталь18 10 0,05 0,04 0,09 0,08 0,03 0,2 1,5 1,3 0,005 0,06 0,009 0,3 1,6 1 17 9 0,01 0,1 0,08 0,05 0,05 0,08 0,1 2 1,50,4 1,7 2 20 10 0,02 0,01 0,15 0,16 0,005 0,04 17 11 0,04 0,05 0,12 0,07 0,008 0,01 4 5 0,0060,01 0,2 1,5 1,6 16 9,5 0,03 0,06 0,05 0,25 0,02 0,06 0,007 Дополнительное введение в состав жаропрочной стали алюминия, титана и ванадия связано с их способностью взаимодействовать сосвободным азотом и связывать его в нитридыи карбонитриды, которые являются регулятора. 5ми аустенитного зерна. Ванадий и титан упроч.няют сталь, титан, кроме того, связывает частьуглерода в карбиды, а алюминий, взаимодей.ствуя с кислородом, образует мелкодисперсныечастицы глинозема, на котсрых осаждаются 1 Опродукты взаимодействия кальция и редкозе.мельных металлов с вредными примесями, Приэтом образуются более сложные и стойкиемногофазные неметаллические включения, имеющие глобулярную форму и равномерно распределяющиеся в металле, что сопровождаетсяочищением границ зерен от вредных примесей.Эти факторы способствуют одновременномуповышению жаропрочности, окалиностойкости,пластичности и ударной вязкости стали. Введение кальция и редкоземельных металлов такжеспособствует повышению рассматриваемыхсвойств разрабатываемой стали за счет микролегирования зерен и снижения их поверхностной энергии и, кроме того, за счет модифицирования структуры стали, При этом снижениесодержания включений, серы и фосфора., глубокое раскисление стали обеспечивают заметноеповышение ее жидкотекучести.Кроме того, введение в сталь кальция иредкоземельных металлов приводит к нзмельчению нитридов и более равномерному их распределению в металле,Дополнительное введение в состав сталиниобия связано с его способностью подобно35титану упрочнять сталь в результате дисперсионного твердения. Мелкие карбиды ниобияраспределяются равномерно в стали. Ниобийизмельчает аустенитное зерно на 1 - 2 баллаи обеспечивает повышение длительной прочнос 4 Оти стали и ее механических свойств. Введение бора заметно измельчает литуюструктуру стали и увеличивает пластичностьпри повышенных температурах. Положительноевлияние бора резко повышается при условиивведения в сталь таких более сильных раскислителей, как ванадий, кальций и редкоземельные металлы.Металл выплавляют в 500.килограммовыхэлектродуговых печах согласно действующейтехнологии, В процессе фракционной разливкирасплав обрабатывают комплексными бескремнистыми лигатурами с алюминием, титаном,ванадием, кальцием, редкоземельными металлами, ниобием и бором.Химические составы выплавленных сталейприведены в габл. 1,Жидкотекучесть стали определяют с помощьюспиральной пробы по длине заполнения каналажидким металлом, Опыты показывают, чтопредлагаемая сталь составов 2 - 6 обладает на20 - 30% лучшей жидкотскучестью по сравнениюс известной сталью. Одновременно с повышениемжидкотекучести сталь отличается от известнойболее низкой линейной усадкой, которую исследуют по комплексной пробе Нехендзи - Купцова,Для исследования других свойств заливают расплавом всех составов опытные формы с заготовками, изготовленными по выплавляемыммоделям,Результаты этих исследований опытных сталей совместно с механическими свойствамипри обычной температуре приведены в табл. 2.Результаты испытаний на жаропрЭпгосгь иокалиностойкость опытных сталей представленыв табл. 3,Ожидаемый экономически эффект от внедрения предлагаемой жаросгойкой стали по предварительным расчетам составляет около17,5 тыс. руб. в год за счет повышения жаропрочности на 25 - 3, литейных свойств на20-30% и механических свойств на 30-50%.971909 Та бли ца Жидкотекучесть, мм Механические свойства Состав кг/мм Оо 2.,5 70 П р и м е ч а н и е: Термическая обработка опытных образцов состоит из нормализации при 1150 С с охлаждением на воздухе. Таблиц Механические свойства Привес эа100 ч, г Сталь бгс/мм,1 15 12,2 3 повышенитейных а я с ятем,что,с цепьчности, окалиностойкостиских свойств, она рмула иэобрете дополнительно сонадий. ниобий,Жаростойкая сталь, сопержапая углей, марганец, хром, никель и железо 1 к юминии, ттан т л Линейная свободная усадка, % а ю роп хан 33,5 30,7 1,5 62,8 68,344,5 67,5 71,9 3,8 66.3 70,80,005 - 0,05 КальцийРедкоземельныеметаллыБор5 Железо 0,01 - 0,08 0,005 - 0,01 Остальное Составитель Л, СуязоваТехред А. Бабинец Корректор М. Шароши Редактор О. Персиянцева Заказ 8493/11 Тираж 660ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 971909кальций, редкоземельные металлы и бор приследующем соотношении компонентов, вес,%Углерод 0,1-0,4Кремний 1,5 - 2Марганец 1 - 2Хром 16-20Никель 9 - 11Алвэп пой 0,01 - 0,05Титан 0,01 - 0,1Ванадий 0,05 - ,0,15,0Ниобий 0,05-0,25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Справочник литейщиков, М., 1965,с. 44-47.2. ТУ И 5,4.34 - 73, сталь 4 Х 18 Н 10 С 2 Л.