Литейная сталь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскииСоциалистическикРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 27.0581 (21) 3293015/22-02 313 М.КН. С 22 С 38/54 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 15.1182, Бюллетень йо 42 Дата опубликования описания 15, 11, 82 53) УДК 669. 14.( Институт проблем литья АН Украинской ССР(54) ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ Изобретение относится к металлур- гии стали и литейного производства, в частности к изысканию мартенситных нержавеющих хромистых сталей для Фасонных отливок с высоким уровнем литейных,.механических и эксплуатационных свойствИзвестна сталь 2 Х 13 ЛС 1 1).Недостатками стали являются низкие плотность, коррозионная стойкость и механические свойства. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эФфекту является литейная сталь 1 ОХ 12 НДЛ Г 23, содержащая, вес.В:Углерод до О,1 ОКремний 0,17-0.,40 Марганец 0,2 -0,6Хром 11, 5-13Никель 1,0-1,5Медь 0,8-1,1Белеэо Остальное Известная сталь применяется в основном для изготовления отливок сварнолитых конструкций рабочих колес гидротурбин, деталей гидротурбин (лопастей, деталей проточной части), работающих в условиях кавитационного разрушения. Недостатками этой стали являются относительно невысокие сварнваемость, корроэионная и кавитационная стойкость, а также комплекс литейных и механических свойств.Цель изобретения - повышение свариваемости, корроэионной и кавитационной стойкости, литейных н механических свойств. Поставленная цель достигается тем,,что литейная сталь,содержащая;углерод,кремний, марганец, хром, никель, медь ижелезо, дополнительно содержит алюминий титан кальций редкоземельныеметаллы, бор при следующем соотношении компонентов, вес.%:Углерод 0,03-0,1Кремний 0,17-0,4Марганец 0,2-0,6Хром 11,5-13Никель 1-1,5Медь 0,8-1,1Алюминий Оу 01-0,05 25 Титан . 0,03-0,08Кальций 0,005-0,05Редкоземельныеметаллы 0,005-0,08Бор 0,005-0,01 30 Железо ОстальноеДополнительное введение в состав стали алюминия, титана, кальцйя и РЗИ связано с их исключительно комплексным благоприятным влиянием на ее структуру и свойства, Наиболее важным при этом является снижение со держания в стали серы, кислорода и неметаллических включений, связывание свободного азота в нитриды и нейтрализация его вредного влияния, очищение границ зерен, глобуляризации и, перераспределение включений равномерным Фоном. Иикролегирование кальцием и РЗИ препятствует росту зерна при нагреве что особенно важно при сварке. Вводимюе элементы оказывают на сталь модифицирующее воздействие, что благоприятно отражается на пластических свойствах литого металла,Введение в состав стали бора объясняется способностью этого эле мента устранять ферритообразование в ее структуре, что приводит практически к полной мартенситной (бейнит" ной) структуре с более высокими механическими свойствами. Образующие ся мелкодисперсные частицы карбидов бора при термической обработке благоприятно влияют на механические свойства в результате дисперсиоиного упрочнения. 30Для определения оптимального состава стали исследуют ее свойства в зависимости от различного содержания компонентов, Опытные составы стали выполняют в 160-киллограмовой 35 индукционной печи. В процессе фракционной разливки расплав обрабатывают различными добавками комплексной бескремнистой лигатуры, содержащей кальций, РЗИ, алюминий, титан, 40 бор и никель. Химические составы опытных сталей приведены в табл.1.Результаты испытаний на свариваемость, коррознонную и кавитационную стойкость представлены в табл,2В табл,3 приведены результаты испытаний литейных и механических свойств, Термическая обработка опытных образцов на разум и ударную вязкость состоит из закалки с 1020 ОС и отпуска при 680 С.Предлагаемая литейная сталь существенно превосходит известную сталь 10 Х 12 НДЛ по всему комплексу свойств, определяющих качество сварнолитых изд .лий. Это позволяет рекомендовать ее для широкого промышленного применения при изготовлении отливок рабочих колес, гидротурбин и др., работающих в условиях кавитационного разрушенияПо предварительным расчетам ожидаемяй экономический эффект составляет около 22 тыс,руб в год за счет повышения свариваемости на 30-50 коррозионной и кавитационной стойкости на 20-45 и 20-35, а также литейнмх свойств на 10-35 и механических свойств, особенно пластичности на 20-45%, и ударной вязкости в 2 раза и более.Технология выплавки предлагаемой литейной стали не отличается от известной. Некоторое отличие заключается лишь в модифицировании жидкого металла при выпуске из плавильной печи бескремнистой комплексной лигатурой, Это обеспечивает получение стали с заданным составом и высоким уровнем литейных, механических и эксплуатационных свойств.973662 Т а б л и ц а 2 Механические свойства сварного соединения Скоростькоррозииг/м ч Кавитацнонная стойкость, % ая ст 66 т гс/мм кгс/мм.6, 6КГММ КГС/Я 4 % 72 60 22 Жидкоте чести Трещин оусто ивости а,5 кгс/м./смзвестная 6,редлагаема 2 4 15,2 61 14,О 5 30 г 4 5 58 14 56 13 7 67 . 2 О 2 55 13,2,Формула. изобретен МарганецХромНикельМедьАлюминийКальцийРедкоз емельныметаллы , 0,005-0,08Вор 005-0,01Железо ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ГОСТ 2176-57,. Сталь 2 Х 13 Л..2. ГОСТ 21-76-77. сталь 10 Х 12 НДЛТираж 660 Подписное роМ, ул.Проектная Филиал ППП "Патент г.ужг Литейная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь и желез.о, о т л и ч а ющ а я с я тем, что., с целью повышения свариваемости, коррозионной н кавитационной стойкости, литейных и механических свбйств, она дополнительно содержит алюминий, титан, кальций, редкоземельные металлы и бор при следующем собтнощении компонентов, вес.Ъ:Углерод. 0,03-0,1Кремний . 0,17-0.,4ВНИИПИ Заказ 8620/31 0,2-0,611.,5-131,0-1,50,8-1,10.,01-0,050,01-0,080,005-0,05е