комплексный сплав для легирования стали
Классы МПК: | C22C35/00 Сплавы (лигатуры) для легирования железа или стали |
Автор(ы): | Смирнов Л.А., Панфилова Л.М., Филиппенков А.А., Гальперина С.С., Подольская Э.П., Чернышев В.Н., Кондратьева Г.Н., Халиулин В.Х., Исхаков Ф.М., Карнаухов В.Н., Воронов Ю.И., Зайко В.П., Байрамов Б.И., Мельник С.Г., Рыжков А.Г., Сибилев Ю.П. |
Патентообладатель(и): | Совместное советско-американское предприятие "Интермет инжиниринг", Уральский научно-исследовательский институт черных металлов |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-01-09 публикация патента:
09.01.1995 |
Сущность изобретения: предлагаемый сплав содержит в мас.%: кремний 40 - 60; хром 0,1 - 5,0; алюминий 0,5 - 1,5; углерод 0,04 - 0,8; кальций 10 - 20; барий 0,5 - 5,0; стронций 0,01 - 2,0; железо - остальное. 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
КОМПЛЕКСНЫЙ СПЛАВ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержащий кремний, хром, алюминий, углерод, кальций, барий, стронций и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения хладостойкости и сопротивления коррозионному растрескиванию под напряжением, он дополнительно содержит повышенное содержание кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:Кремний - 40 - 60
Хром - 0,1 - 5,0
Алюминий - 0,5 - 1,5
Углерод - 0,04 - 0,80
Кальций - 10 - 20
Барий - 0,5 - 5,0
Стронций - 0,01 - 2,00
Железо - Остальное
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству высокопрочной стали, предназначенной для ответственных деталей машиностроения. Оно может быть использовано для бурового инструмента, коленчатых валов, шатунов, болтов, шпилек и т.д. Известна сталь, содержащая, мас.%: Углерод 0,1-0,3 Марганец 0,5-2,0 Ванадий 0,08-0,2 Церий 0,002-0,2 Молибден 0,12-0,9 Стронций 0,001-0,06 Кремний 0,6-1,8 Хром 3,0-6,0 Один элемент из группы, содержащей кальций и алюминий 0,005-0,1 Азот 0,02-0,08 Железо Остальное. В известной стали повышенное содержание хрома, что приводит к образованию избыточного количества крупных частиц карбидов хрома, что отрицательно сказывается на коррозионных свойствах стали, так как эти частицы являются местами накопления водорода и зарождения трещин коррозионной усталости. Наиболее близкой к предлагаемой стали по технической сущности является сталь, содержащая, мас. %: Углерод 0,32-0,42 Марганец 0,25-0,55 Ванадий 0,09-0,15 Алюминий 0,02-0,06 Барий 0,005-0,2 РЗМ 0,0005-0,1 Кремний 0,17-0,37 Хром 1,8-2,4 Азот 0,02-0,04 Кальций 0,005-0,01 Цирконий 0,005-0,1 Железо Остальное. Однако эта сталь, имея достаточно высокую прочность, не обладает необходимой коррозионной стойкостью и хладостойкостью. Целью изобретения является повышение хладостойкости и сопротивления коррозионному растрескиванию под напряжением. Предлагаемая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, азот, алюминий, кальций, барий и железо, дополнительно содержит стронций при следующем отношении компонентов, мас.%: Углерод 0,30-0,40 Марганец 0,30-0,60 Ванадий 0,06-0,15 Алюминий 0,02-0,04 Барий 0,001-0,01 Железо Остальное Кремний 0,17-0,37 Хром 1,5-2,5 Азот 0,01-0,04 Кальций 0,005-0,01 Стронций 0,001-0,01П р и м е р. Сталь выплавляли на опытно-экспериментальном заводе УралНИИчермета в 200 кг индукционной печи. Обработку стали комплексным ферросплавом из расчета 2 кг/т проводили в ковше. Сталь отковывали, подвергали отжигу, закалке при температуре 930оС и отковывали, подвергали отжигу, закалке при 930оС и отпуску при 500оС, изготовляли образцы для механических испытаний. Механические испытания проводились на образцах по ГОСТ 1497-84, ГОСТ 9454-78. Коррозионные испытания стали проведены на цилиндрических образцах диаметром 6 мм с V-образным кольцевым надрезом, характеризующимся радиусом у основания 0,2 мм, углом раскрытия 60о и глубиной 0,5 мм, составлял коэффициент концентрации 2,95 в условиях промышленной атмосферы. Оптимальные прочностные, пластические свойства, порог хладноломкости, сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением получен в стали 3 состава ( в - 1680 МПа; Т50 = =-70оС, су - 1400 МПа), при содержании всех элементов на верхнем пределе (2 состав) несколько снижается ударная вязкость и предел статической усталости. При содержании элементов на нижнем пределе (состав 4) несколько ниже прочность. Первый и пятый составы представляют стали за верхним и нижним пределами. Видно, что 1 состав имеет более высокую температуру порога хладноломкости и понижен предел статической усталости. Таким образом, предлагаемая сталь имеет более высокую ударную вязкость при отрицательных температурах К= 0,6 мДжм , хладостойкость Т50 = -70оС, стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением су - 1400 МПа, чем известная сталь: соответственно: К=0,34 мДж/м2, Т50 = -50оС, су = 1300 МПа. Прочностные характеристики предлагаемой стали находятся на уровне известной.
Класс C22C35/00 Сплавы (лигатуры) для легирования железа или стали