Нержавеющая сталь

(22) Заявлено 120881 (21) 3327763/22-02 ИМ.Кл.э с присоединением заявки йо " С 22 С 38/42 Государственнмй комитет ССС Р по делам изобретенийн отнрвтий(23) Приоритет Опубликовано 0702,83. Бюллетень йо 5 33 УДК 6 Ь 9,14.018.52.821- -194 (0888) Дата опубликования описания ОЧ 0233.13,0 14,5 Изобретение относится к металлургии, в частности к высокопрочным кор; роэионно-стойким сталям, используемым в судостроении, например, при производстве гребных винтов и других литых деталей, машиностроении и других отраслях пронишенности.Применяение в настоящее время стали при достаточной статической прочности не обладают необходимой коррозионно-усталостной стойкостью и сопротивляемостью хрупким разрушениям или, наоборот, имея удовлетворительные эксплуатационные характеристики, не обеспечивают необходимой статической прочности иэделия, например сталь Х 14 1;Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к . предлагаемой является сталь 2, содержащая, вес.ЪУглерод До 0,1Кремний До 0,4Марганец 0Хром 13 0Никель 1Медь 1Сера Дофосфор ДЖелезо Остальное Сталь имеет достаточно высокие прочностные характеристики (предел прочности не менее 620 ИПа 62 кгс/ммОднако. повышенная чувствительнооть этой стали к концентраторам напряжений и склонность к хрупким разрушениям в связи с недостаточным запасом пластичности и вязкости, особенно в массивных (до 300 мкм) сечениях, снижает эксплуатационную надежность и долговечность литых деталейв частности гребных винтов при их эксплуатации в ледовых. условиях и .ониженных температурах.Цель изобретения - повышение прочности, пластичности, вязкости, коррозионной усталости и технологичнос ти при литье и сварке, уменьшение увствительности к надрезу и склон- ости к хрупкому разрушению.поставленная цель достигается тем, что нержавеющая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, медь,.железо, дополнительно содержит кальций, иттрий, и церий при следующем соотношении, вес.Ъ:УглеродКремнийМарганецХромНикель 1,2-1,6Медь О, 8-1,19Кальций 0,01-0,10.Иттрий 0,01-0,10Церий 0,01-0,10Железо Остальное 5Сталь может содержать примеси,вес,%:Сера Не более 0,025Фосфор Не более 0,025Исследуют механические свойства 1 О25 опытных плавок предлагаемой стали,проведенных в лабораторных условияхпредприятия, 3 плавок, проведенныхв промышленных условиях в электродуговых печах емкостью 3-10 т. Исследование корроэионно-усталостной прочности предлагаемой стали проводятна металле 8 лабораторных и 2 промышленных плавок,,Лля сравнения исследуют механические свойства и коррозионно-усталостную прочность известной стали на металле 4 лабораторных и 2 промышленных плавок.Испытания механических свойств икоррозионно-усталостной прочностипроводят в соответствии с ГОСТ 149773, ГОСТ 9454-78 и ГОСТ 4866-65.В таблице приведен химический состав, механические, коррозионно-. ЗО усталостные и технологические свойства термически обработанного металла 3-х промышленных плавок предлагаемой стали, одна из которых имеет средне- марочный состав, а две других по сос таву основных легирующих элементов приближаются к верхнему и нижнему пределам легирования известной стали,По сравнению с известной сталью . 4 О авт.св. Р 107917) предлагаемая сталь при практически одинаковых прочностных характеристиках обладает: более высоким уровнем пластичности, вязкости и коррозионно-усталостной прочности, а также меньшей чувствительностью к надрезу и повышенной сопротивляемостью хрупким разрушениям, так как микролегирование и модифициро- вание стали кальцием, иттрием и церием в указанных пределах способствует измельчению зерна литой структуры и очищению границ зерен от неметаллических включений, а пониженное содержание углерода и хрома обеспечивает снижение количества карбидов 55 по границам зерен; более высокой стабильностью механических .свойств стали в литых деталях сечением до 300 мм в связи с измельчением зерна в процессе затвердевания под воздей О ствием модификаторов; лучшей технологичностью при литье, так как пониженное содержание хрома способствует уменьшению количества окисных планок в отливках, а иэмельчение первичного зерна литой структуры и очищение его границ предотвращает образование межкристаллитных хрупКих технологических трещин, которыми поражаются крупные отливки с большими переменными сечениями например гребные винты); лучшей технологичностью при сварке в связи с уменьшением количества дельта-Феррита в структуре стали до оптимального уровня 3-6, а также снижением содержания меди в составе стали.Укаэанные преимущества позволяют использовать предлагаемую сталь для изделий ответственного назначения, работающих в морской воде при пониженных температурах, под воздействием циклических и ударных нагрузок.Для получения требуемых механических свойств отливки из предлагаемой стали подвергаются нормализации при 980-1020 ОС с охлаждением на воздухе и двойному отпуску при 650- 700 С с охлаждением на воздухе.В термически обработанном состоянии в структуре стали содержится до 8-10 стабильного остаточного аустенита, равномерно распределенното в матрице высокоотпущенного мартенсита, а также 3-6 дельтаферрита,Критическая температура перехода иэ вязкого в хрупкое состояние при динамическом изгибе Т) ниже -50 С и при статическом изгибе Тниже -30 С.Сталь имеет высокую стойкость против общей коррозии в морской воде. условный предел коррозионно-усталостной прочности стали ( 8- 1 К) при испытании в морской воде образцов И 10 мм с надрезом глубина надреза 2,5 мм, угол .раскрытия 45 и радиус при вершине надреза 0,1 мм) составляет 10 кгс/мм на базе 5010 циклов, а сталей подобного класса, в том числе известной стали - не более 6-8 кгс/мм . Это одна из основных характеристик стали, входящих в расчет ряда ответственных изделий, например гребных винтов, на циклическую прочность, а ее повышение обеспечивает соответствующее увеличение срока службы и эксплуатационной надежности этих изделий. Предлагаемая сталь обладает хорошими литейными свойствами и может испсйьзоваться для изготовления отливок любой массы и сложности. Стальхорошо сваривается, не требуя предварительного и сопутствующего подогрева электродуговым способом, аустенитными электродами и с использованиемприсадки того же состава, что и основной металл,Укаэанные свойства проверяются как,на металле опытных лабораторных плавок, так и на металле промышленнойвыплавки в электродуговых печах емкостью до 10 т, на отливках сечением 40-300 велаОжидаемый технико-экономический эФФект, который может быть получен при использовании предлагаемой стали для изготовления только гребных винтов ледоколов и судов ледового плавления взамен применяемой известной стали), составляет около250 тыс. руб в год за счет снижениятрудоемкости изготовления отливокна 25, повышения срока службы винтовв 1,2 раза и снижения затрат на ихремонт в процессе эксплуатации на30 (беэ учета убытков от простоясудов в случае аварийного разрушения винтов).(И11 Э1 и,111 Э1;э--- 1 1 (1 еч 1 й( 11 Ю 1 М( 1 Р( 1 Ф 1 1 1 1 1 1 1 г 1 1 (У) 11 1 1 1 1 1 ( (О 1 1 1 1 1 фГ с ф ГсЖф ЖЦ ЦЮ ХФ .ч Ф Н ф 3 Р60 фа111 11 Э1 161 Ю1 Ю16 1 .Ю 1но661 Фо лф0 а1 Фнхк ифо ц ООК Ф о о аВ о х о Ф Ф 3 О ай Ф 53х 0х Ц оео енд ох34 е оее 3 Х НО о сч1 1 1 1 Ф 6 ЭИ Но ООО В Ь 1 УХ оо х а хаю о е В 6 Е в 0 0 х ан х аон оох к11 1 1 4 4 1 1" 1 11 3 3 1 1 1 о но 1 Юо 1 о 3 Ю 1 О31 ЬЪв1О,х13 1111 1 1 1) 13 бф 100у) Оф хф11 ей1 абай1;ь1 Ф 3У 1 Х 1ф оЧф с Э ф 1 1 1 1 1-3 Щ З х фа фое Экю КОО х ьх 1 1 1 1116нФ 1З 1 Фх 1 Ке х31 О0 РЦ 1 ХО 1.а оИх1 Э1311 Ка"11 В1фокО1 ь 161 1 юЮОМХнхэ о рад оейо ф аоо О Н ь Ю 1 1 1Ф ъ 1а1 н 161Х 3 31 р оО ф1с о р КО.06 аокхОХЕ ОУ:ь32аоЭнаохЗ 6оюа 6 ъ нхъ р Цхе оохх нфЦ Ф 3Оф хкноО Ю 3О 16 НОЕ 01 Ой ехою ае оооа16 хнеоо сокао наоо цооэф Окрою ххсчехсхВо х ах ынзсхФ 1 Ц Оно яа хофОх онЮО ЮХ Зн з 16 н ай,ах 20 оВ хюЦ ЕОЭЭЯФЭкра хщОаейОмюВЭЮ16 3 )1: 3 Эн аою ЙЦЭО ФООК а Ца 66 Ю-Составитель Л. СуязоваРедактор М. Келейев Техреди.гергель Корректор В. Прохненкоееевюеееее еееавееееееееавеееааееееееееееееавеееювеееЕЕееееЬюавееееааеееееееевЗаказ 571/8Тираж 625 ПодписноеВНИИПИ Росударейвенного комитета СССР. но делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж"35, Рауюская наб., д, 4/5веевьеееювеееееЕеееееееееевьювееееееаьвюавеевюееввеавввввеввееееееввюВееееееееееееюфилиал ППП фПатентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Нержавекюая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, железо, о т л и ч а вщ а я с я тем, что, с целью повнаее. ния механических свойств, коррозионной усталости и технологичности при литье и сварке, она дополнительно содержит кальцйй, иттрий и церий при следующем соотнсыенни, вес.%углерод 0,05-0,08 Кремний 0,05-0,40 марганец 05-08Хром 13,0-14,5Никель 1,2-1,6Медь 0,8-1,19Кальций 0,01-0,10Иттрий 0,01-0,10Церий 0,01-0,10Железо Остальноеисточники инфюрмации,принятые вовнимание при экспертизе30 1. Сталь Х 14, ГОСТ 5632-61,2. Авторское свидетельство СССР9 107917, кл. С 22 С 38/42, 1952.