Сталь

) С 22 С 38/28 САНИЕ ИЗОБРЕТ ВТОРСКОМУ ДЕТЕЛЬСТВ(57) СТ ний, ма ГОсудАРст 8 енный НОмитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪ 9 365 31 3 7/2 2-0217.10.8323.01.85. Бюл. У 3К.А, Ланская, Ю.И; Матросов,Корешкова, С.Б. Извалов,Ковтуненко, М. БШнайдер,Шамонина, Э. К. Мироненко,Клкмашин, 10,Ф, Вяткин,.Уманец, В Я. Тишков,Дьяконова, Б. Г. Зисельман,Ромашевский и В.Д. МолчановаЦентральный ордена Трудовогоого Знамени научно-исследовакий институт черной металлурги(,56) 1 нт Японии У 47-7981,кл. 10, 1972.2. Японии У 48-34651кл. 10, 1973,Ь, содержащая углер анец, хром, никель,молибден, ванадий, титан, алюминий церий, азот и железо; о т л и ч аю щ а я с я тем, что: с целью повышения теплоустойчивости и длительной пластичности, она дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.ХУглерод О, 08-0,20 Кремний 0,20-0,60 Марганец 030-1, 00 Хром 040-1 э 50 Никель 0,20-1,00Молибден 0,05-1,00 Ванадий 0,10-0,50 Титан 0,01-0,06 Алюминий 0,01-0,06 Цернй 0,001-0,02 Азот 0,002-0,02 Цирконий 0,02-0,20 Железо Остальное, при этом отношение суюы концентра ций тиана и алюминия к концентрации азота должно быть 4,0-10,0.Изобретение относится к черной металлургии, в частностик составам низколегированных теплоустойчивых сталей, предназначенных для длительной работы при температурах около 5600 СИзвестна низколегированная сталь 1, содержащая, мас.%;Углерод 0,09-012Кремний 0,13-0,26 Марганец О, 86-1, 30 Никель О, 03-0, 85 Хром О, 44-0, 57 Молибден О, 39-0,54 Ванадий илиниобий . О,О 2-0,050 Титан 0)О 0-0,060 Алюминий О, 028-0, 050 Азот 0,0035-0,0069 Бор 0;001-0,004 Железо Остальное 0 20 30 45 Недостатком стали является низкая теплоустойчивость.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигае.мым свойствам является сталь 2, содержащая,мас.%:Углерод 0,10-0,20Кремний 0,50-0,70Марганец 1, 00-1,20Никель 0,50-0,80Хром О, 80-1, 20Молибден О, 30-0,50Ванадий 0,05-0, 10Титан 0,05-0,10 З 5 Апюминий 0,05-0,10Церий и лантан 0,015-0,030 Бор Оз 005 01006 Азот 0,002-0,007 Недостатками известной стали явпя-"0 ются низкая теплоустойчивость при температурах около 560 С и низкаяодлительная пластичность. Кроме того технологические свойства стали, в первую очередь свариваемость, а также деформируемость при прокатке рулонной полосы (плохое состояние кромок полосы ) неудовлетворительны.Цель изобретения - повышение теплоустойчивости и длительной пластич- -0 ности стали.Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремниймарганец, хром, никель, молибден, ванадий титан, алюминий, 55 церий, азот и железо; дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас,%: Углерод 0,08-0,20Кремний 0,20-0,60Марганец 0,30 - 1,00Хром 0,40-1,50Никель . 0,20 - 1,00Молибден 0,05-1,00Ванадий 0,10-0,50Титан 0,01-0,06 ф Алюминий 0,01-0,06Церий 0,001-0,02Азот 0,002-0,02Цирконий 0,02-0,20Железо Остальное при этом отношение суммы концентраций титана и алюминия к концентрации азота должно быть 4,0-10,0.Нижний предел по титану в предла - гаемой стали составляет 0,01%. Содержание его ниже этого предела не влияет на измельчение зерна стали, что определяет прочностные и тепло- устойчивые свойства при температурах до 550 С. Содержание титана выше 0,06% уменьшает прокаливаемость стали. Небольшое количество титана растворяется в карбиде ЧС, способ - ствуя тем самым повьппению его термической стабильности.Содержание алюминия ограничи -вается пределаМи 0,01 - 0,06%. При егосодержании менее 0,01% не обеспечивается достаточное раскисление ста - ли, а при содержании более 0,06%образуется повышенное количествонитридных и оксидных соединений алюминия, что приводит к снижению еесвойств.Нижний предел по азоту - 0,002%,определен методом выплавки, Содержание азота более 0,02% приводит кобразованию и выделению карбонитридных фаз ванадия вместо карбиднойфазы ЪС, что приводит к снижению теплоустойчивых свойств стали. Чтобыпарализовать действие азота необхо -димо его связать в соединения. Дпяэтого в сталь вводят сильные нитридообразуюпре элементы титан и алюминий.При этом должно быть выдержано следующее соотношение содержания нитридообразующих элементов:- 4,0-10,0,Установлено, что это соотношение является оптимальным с точки зрения получения необходимых теплоустойчивых свойств. При значении указанного соотношения менее 4,0 вмес -то высокодисперсной термически стойкой карбидной фазы ванадия образуются нитридные фазы ванадия, чтс приводит к снижению теппоустойчивости стали. При значении соотношения более 10,0 резко понижаются тепло- устойчивые свойства и длительная пластичность стали из-за повышенного остаточного содержания алюминия в стали, а также в результате образования крупных карбидов титана вместо карбидов ванадия.При введении в сталь активного нитридообразующего элемента - циркония образуются карбонитридные и . нитридные соединения циркония. В этом случае обнаруживается карбид ванадия вместо карбонитрида и нитрида ванадия, который является высокодисперсной, термически стойкой " упрочняющей фазой, Нижний предел по цирконию определен 0,023. Содержание его ниже этого предела не обеспечивает необходимого упрочнения стали и повышения ее теплоустойчивости . Верхний предел ограничен 0,202. Содержание его выше этого предела приводит к образованию крупных частиц нитридных и карбонитрилных фаэ циркония, что является 35195 4причиной понижения теплоустойчивости, длительной пластичности итехнологических свойств.Опытные плавки выплавляют в индукционной печи емкостью 50 кг. В табл.1 приведен химический состав исследованных сталей.Слитки прокованы на сутунку размером 30150 500 мм и сорт ф 18 1 О 14 и 8 мм. Сутунки прокатаны на полосу толщиной 5 мм. При выплавке, .ковке, прокатке технологических затруднений не былоИспытания кратковременных механи ческих свойств и теплостойкости сталей проводят на стандартных образцах: Лим, ЛимА, ПРк, ПРГ-В 8,ДП, ДПП. Свойства сталей приведены в табл. 2.20 Как,следует иэ табл. 2, теплоустойчивость и длительная пластичность предлагаемых сталей значительно превышают свойства известнойстали .25 Использование предлагаемой сталидля изготовления крупногабаритныхрулонированных сосудов высокогодавления в сварном исполнении дпяработы при температурах около 560 СОповышает срок службы изделия.( ( 1Ч о о л о Чо ол лО о о о о л л О О о оЧ о о в л о о оО оо о о о Ч в л л о о Ч Ч о л л о о оло ф) о о л л о о8Т аблиц а 2Овофства сталей при 560 С 1135795 Свойства сталей при 20 Со Ст ь,кгс/с н,с м/см о яФ приб =20 кгс/мм 2 181 8 2,0 19 3544 72 8 76 2,0 8 9,3443 8 ф 5 0 3615 8 3 75 76 8,5 16,3 Составитель В. Муравьев актор Н, Яцола Техред С.Легеза Корректор В. ярнякакаэ 10249/18 Тираж 582 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и от 113035, Иосква, Ж, Рауп 1 ск