Сталь

(72) Авторы изобретения Ин 71) Заявит п 54) СТА Изобретение относится к металлургии стали, в частности к легирован" ным сталям с повышенными технологическими свойствами и эксплуатационными характеристиками, стойким к различным видам износа - коррозионного, эрозионного и смешанного,ели снижают срокх из этой сталии срок службыеских наносовОО:"1000 ч, в тоемый ресурс рабооставлять 5 " Наиболее технической эффекту явл содержащая,Углерод Кремний Иарганецбретению по стигаемому08 Х 8 Н 10 1 ,изкои к иэо щности и до ется стал Яю 0,04-0,0 б 15,0-20,0 5,0-10,0 1,5-2,0 0,10-0,15ам данн оррозио жкриста изкое с НикельСера не бофосфоржелезоК недостатсятся низкиестойкость к мзии, а также Не более 0,08 Не более 0,8Не более 2,011,0-19, О9, 0-11,00,02Не более 0,035Остальное й стали отноьная стоййость, ллитной корро.- противление Г литья АН Украинской ССизносу. Эти показа службы изготовленн отливок. В частнос литых деталей хими составляет тол. ко время как проектиру ты изделий должен 6 тыс. ч. Цель изобретения - повышение корроэионной стойкости, стойкости к межкристаллитной коррозии и износу,Поставленная цель достигаетсятем, что сталь, содержащая углерохром, никель, марганец, кремний ижелезо, дополнительно содержит молибден, медь, азот, редкоземельныеметаллы при следующем соотношениикомпонентов, вес.Ф:УглеродХромНикельИарганец943311,5"2,02,5-3,50,16-0,18 50 55 МолибденМедьАзотРедкоземельныеметаллы 0,008"0,03Железо ОстальноеПредлагаемая сталь в качестве ред"коземельных металлов содержит церий,Дополнительное введение в составстали церия связано с его благоприятным влиянием на коррозионную стой"кость стали. В этом случае механизмувеличения коррозионной стойкостистали связан с повышением термодина"мической стабильности структуры вагрессивных средах за счет сниженияобцего содержания неметаллическихвключений и кислорода, повышения гомогенности и плотности структуры, Оптимальное содержание церия в предла- р 0гаемой стали определяется пределами(0,008-0,03)о. Меньшее его содержание не обеспечивает снижение содержания неметаллических включений иповышение гомогенности и плотности 25структуры стали. Введение в стальцерия свыше верхнего предела, напротив, приводит к избыточному количеству окислов и других включений, которые в этом случае скапливаются по з 0границам зерен, и тем самым рЬзкоснижают весь комплекс механическихсвойств и коррозионную стойкостьстали, Следует отметить, что оптимальное содержание церия обеспечива.ет наиболее благоприятное сочетаниекоррозионной стойкости и механических свойств стали,Частичная замена никеля, как аустенитообразующего элемента., в данной 0стали компенсируется азотом в пре"делах (0,16-0,18)Ъ. Повышенное содер"жание азота более верхнего .пределавлечет за собой образование скоплений крупных. нитридных включений.Введение азота в количестве меньше. нижнего предела недостаточно для обра"зования аустенитной структуры. Для повышения коррозионной стойкости в данной стали увеличено содержание хрома и дополнительно введены молибден и медь. Эти элементы легируют твердый раствор, тем самым повышают его термодинамическую ста" бильность в агрессивных средах.Металл выплавляют в индукционной печи. При фракционной разливке сталь микролегируют РЗМ, В качестве РЗМ выбирают церий, его вводят в ковш перед разливкой в расчетном количестве 0,154. Химический состав опытных плавок приведен в табл. 1.Металл опытных плавок проверяют на коррозионную стойкость, стойкость к износу в агрессивных средах хлор- магниевого производства, а также определяют основные физико-механические свойства, Механические свойства определяют на образцах в литом и термообработанном состоянии. Результаты испытаний приведены в табл.2,Коррозионные характеристики определяют в лабораторных и промышленных условиях согласно ГОСТа 13819-68. О склонности металла к межкристаллитной коррозии судят по характеру поверхности изгиба образца, выдержанного в течение 24 ч в кипящем раство ре агрессивной среды. Результаты испытаний на МКК приведены в табл.3.Общую антикоррозионную стойкость, показателями которой являются скорость коррозии и проницаемость,определяют по результатам потери веса образцов, выдержанных .в течение 1680 ч в реальном технологическом потоке. Для этого образцы крепят в верхней части выпарного аппарата и они находятся в постоянном контакте с агрессивной средой, в условиях аналогичных промышленным. Результаты этих испытаний приведены в табл, 4,Износостойкость опытных сталей определяют методом трения образцов друг о друга в 2 Ф-ом растворе соляной кислоты при нагрузке 50 кг по методике, разработанной в лаборатории, Показателями износостойкости являются величины удельной потери весаи скорость изнашивания (г/см ч). Эти величины наилучшие у стали плавок 1,2 и 6, они имеют соответственно удельную потерю веса, Ф: 0,4;0,98; 0,05 и скорость изнашивания, г/см- ч: 0,0077; 0,0012; 0,0008, Образцы остальных плавок развальцовываются после первого часа испытаний.На основании всего комплекса испытаний устанавливают, что опытные стали не уступают по механическим свойствам известной стали.Коррозионными испытаниями устанавливают, что все опытные стали относятся к группе стойких и весьма стой" ких сталей, общая скорость коррозии5 94331 находится в пределах (0,01-0,07) г/м ч, это приблизительно в 1,5 раза лучше исходной, Наилучшие показатели антикоррозионной стойкости установлены у стали с 134 никеля. Во всех ю случаях термообработанный металл по общей коррозии на порядок превосходит литой.Все варианты опытных сталей, за исключением плавки 1, в термообра" 30 ботанном состоянии показывают себя стойкими к межкристаллитной корро" зии. Металл плавки 1 без никеля имеет хрупкую структуру. Поэтому появление трещин при изгибе образ з цов в процессе испытания на межкрис. таллитную коррозию объясняется не 8 6склонностью металла плавки 1 к межкристаллитной коррозии, а его хрупфкой структурой,Испытания на износ показывают,что при увеличении содержания никеляизносостойкость стали уменьшается,а наилучшие показатели наблюдаютсяу стали, содержащей 203 хрома и 5никеля.1 Внедрение предлагаемой стали епроизводстве при изготовлении литыхдеталей арматуры оборудования дляпереработки хлормагниевых щелоковпозволяет получить ожидаемый эконо"мический эффект по предварительнымрасчетам в размере 50 тыс.руб.Т а б л и ц а 1 Содержание компонентов по плавкам, вес.Ф Компоненты Предлагаемая Известая 0,060,04 Углерод 0,05 0,05 16,1 13,042,0 Хром 17,5 8,5 15,0 0 721,5 20,0 13,31,9 0,1 1,88 Никель 1,5 Марганец КремнийМолибден 0,25 0,15 1,77 2,33 0,177 2,50 Медь Азот 0,172 Сера 0,020 0,030 0,020 0,020 0,020 о,о 16 о,о 18 о,ого 0,03 0,007 0,008 Фосфор РЗМ Т а б л и ц а 2,7,832 2,0 4 итой Известн Предлаг 72,50 18,5 123,86 7,5 36,50 32,9 НКС 7,783 39,19,11Термообра- ботанный 40,84 40,0 -.11- 7,783 60 86,16 НВ 7,984943318 г/смплотностьг/см Термообр ботанный 42,50 68,30 69,27 94,83 52,20 52,22 29,78 42,53 62,45 32,94 48,00 48,86 62, 00 Литой ермообр отанный 4,33 80,0 7,16 85,3 7,96 Лит НВ 7,961 Термоо ботанн й 55,4 54 8- 7,97 55121 2 71,24 4 85 47,70 50,07 25,78 82 90 43,93 55129 .13,83 9 танн 7,791 0 -"- 7,76 75 38,26 65,54 28,юатт аат та аю т Т ц а.3 ид териическообработки Разны ллафе вестный юююютюююЭ 4юююююю юейкий к Слабо выСКК раженасклоннок ИКК Стойкийк НКК Стойки к НКК Склонен НККитой ойкимКК й, закале ойкийИКК же Т о же ж Груллаз ионнойкости Составагрессивноисреды о- Й" С корост алл кор- розии Проиицаемость й,юе/год 8 ре исл таи стояии разца . коррозии К, г/и ч Каитиновы вестя Стойк 712 1600 0,06 щело Предлагаемая 0,0256 О К - 2,03 йкий 5 1680 0,0622 0,0699 ой 1- О, 0467 О, 0524 5 0,0466 0,0501 4 Термообработанный 69,85 МДЙ Ма,26 Се,3 уг 1 кий Стойкий к Слом НКК 8Продолжение табл, 2 83,8 -"- 7,94882,83 НВ 7,91710Продолжение табл. 4 ФФФФФ Плавка а Состояние образца Балл коррозии Составагрессивнойсредь Группа коррозионной стойкости Проницаемость П,ми/год Скоростькоррозии К,гlм ч Время ислитаний,ЧНикельМарганецКремнийМолибденМедьАзотРедкоземельныеметаллыЖелезо формула изобретения Сталь, содержащая углерод, хром, никель, марганец, кремний, железо, о. т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения корроэионной стойкости, стойкости к межкристаллитной коррозии и износу,она дополнительно содержит азот, молибден, медь,ред коземельные металлы при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:Углерод 0040,06 Хром 15,0-200 30 0008-0030 Остальное 33 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Сталь 08 Х 18 Н 10. ГОСТ 5632-72, Составитель Л. СуязоваТехред А, Бабинец Редактор М, Бандура Корректор А. Гриценко Заказ 5041/36 Тираж 660 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,2 3 4 5 6