RU2638873C1 - Высокопрочная низколегированная азотосодержащая мартенситная сталь - Google Patents
Высокопрочная низколегированная азотосодержащая мартенситная сталь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2638873C1 RU2638873C1 RU2016151219A RU2016151219A RU2638873C1 RU 2638873 C1 RU2638873 C1 RU 2638873C1 RU 2016151219 A RU2016151219 A RU 2016151219A RU 2016151219 A RU2016151219 A RU 2016151219A RU 2638873 C1 RU2638873 C1 RU 2638873C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrogen
- steel
- chromium
- carbon
- less
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочной низколегированной азотосодержащей мартенситной стали, используемой для изготовления высоконагруженных деталей и конструкций в машиностроении и железнодорожном транспорте. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,05-0,10, кремний 0,2-0,4, марганец 0,5-1,0, хром от 2,5 до менее 3,0, азот от 0,15 до менее 0,2, железо и примеси остальное. Достигается повышение показателей прочности вследствие наличия азота в α-твердом растворе и дополнительного упрочнения частицами карбонитридов хрома, выделяющимися в процессе отпуска, и удовлетворительные показатели пластичности и ударной вязкости вследствие наличия в структуре небольшого количества остаточного аустенита, расположенного между кристаллами мартенсита. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к области низколегированных высокопрочных конструкционных сталей, используемых для высоконагруженных деталей и конструкций в машиностроении.
Известна сталь низколегированная углеродсодержащая сталь 18Х2Н4ВА [Международный транслятор современных сталей и сплавов под редакцией B.C. Кершенбаума. М., 1992, т. 1, 1103 С.], содержащая следующие компоненты, мас.%:
углерод | 0,14-0,20 |
хром | 1,35-1,65 |
никель | 4,0-4,4 |
марганец | 0,25-0,55 |
кремний | 0,17-0,37 |
вольфрам | 0,8-1,2 |
железо | остальное |
Основным недостатком этой стали является пониженная для высоконагруженных деталей прочность (σB = 1050 МПа, σ0,2 = 800 МПа) после термической обработки, включающей закалку от 950°С, масло и отпуск 550°С, а также содержание в ней дорогостоящих элементов никеля и вольфрама.
Наиболее близкой по химическому составу к предлагаемому техническому решению является низколегированная углеродсодержащая сталь 30Х3МФ [Международный транслятор современных сталей и сплавов под редакцией B.C. Кершенбаума. М., 1992, т. 1, 1103 С.], содержащая следующие компоненты, мас.%:
углерод | 0,27-0,34 |
хром | 2,3-2,7 |
марганец | 0,3-0,6 |
кремний | 0,17-0,37 |
молибден | 0,2-0,3 |
ванадий | 0,06-0,12 |
железо | остальное |
Основным недостатком этой стали является пониженная прочность (σB = 980 МПа, σ0,2 = 835 МПа).
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа легирования, позволяющего получать высокопрочную низколегированную конструкционную сталь, обладающую по сравнению со сталями 18Х2Н4ВА и 30Х3МФ более высоким пределом текучести и пределом прочности при сохранении повышенной пластичности и ударной вязкости.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности низколегированной конструкционной стали.
Технический результат достигается тем, что в углеродсодержащую низколегированную сталь, содержащую углерод, кремний, марганец, хром, железо и примеси, дополнительно введен азот, при следующем соотношении компонентов мас.%:
углерод | 0,05-0,10 |
кремний | 0,2-0,4 |
марганец | 0,5-1,0 |
хром | от 2,5 до менее 3,0 |
азот | от 0,15 до менее 0,2 |
железо и примеси | остальное |
Дополнительное введение азота в состав стали в количестве 0,15-0,20% приводит к повышению прочности. Увеличение показателей прочности обусловлено твердорастворным упрочнением и упрочнением дисперсными частицами карбонитридной фазы, выделяющимися в процессе нагрева при температурах 200-400°С. Высокие показатели прочности, пластичности и ударной вязкости связаны с формированием структуры азотистого мартенсита с тонкими прослойками остаточного аустенита, а также дисперсными частицами карбонитридной фазы. При концентрации азота более 0,20% трудно получить качественный металл без пористости из-за ограниченной растворимости азота в расплаве.
При содержании углерода более 0,1% по границам зерен выделяются крупные частицы карбидов типа Me3C, приводящие к снижению пластичности и ударной вязкости.
Добавки хрома и марганца, повышающие растворимость азота в расплаве железа, в количествах 2,5-3,0% и 0,5-1,0% соответственно достаточны для кристаллизации жидкого метала без образования пор. При содержании хрома менее 2,5% не обеспечивается необходимая растворимость азота в расплаве, а также снижается степень упрочнения стали. Увеличение содержания хрома более 3,0% не приводит к дополнительному упрочнению стали, а также увеличивает стоимость стали. Увеличение содержания марганца более 1,0% приводит к разупрочнению стали вследствие образования аустенита.
Добавки 0,2-0,4% кремния достаточны для раскисления стали. Сталь выплавляли на установке для литья под давлением 30-40 атм азота. Химический состав стали приведен в таблице 1.
Термическую обработку проводили по режимам, состоящим из закалки от 950°С с охлаждением в воде и последующего старения при 200-400°С в течение 2 часов. После указанной обработки наблюдали мелкозернистую (<10 мкм) структуру с реечным мартенситом и очень дисперсными выделениями карбонитридной фазы. Результаты механических испытаний металла приведены в таблице 2.
Таким образом, по результатам испытаний видно (табл. 2), что предлагаемая сталь в отличие от прототипа обладает более высоким пределом текучести и пределом прочности при сохранении повышенной пластичности и ударной вязкости, что приводит к увеличению долговечности и надежности высоконагруженных изделий и конструкций из этой стали.
*- сталь дополнительно содержит 0,25% молибдена и 0,08% ванадия.
Claims (2)
- Высокопрочная низколегированная азотосодержащая мартенситная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, железо и примеси, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
углерод 0,05-0,10 кремний 0,2-0,4 марганец 0,5-1,0 хром от 2,5 до менее 3,0 азот от 0,15 до менее 0,2 железо и примеси остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151219A RU2638873C1 (ru) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | Высокопрочная низколегированная азотосодержащая мартенситная сталь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151219A RU2638873C1 (ru) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | Высокопрочная низколегированная азотосодержащая мартенситная сталь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2638873C1 true RU2638873C1 (ru) | 2017-12-18 |
Family
ID=60718925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016151219A RU2638873C1 (ru) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | Высокопрочная низколегированная азотосодержащая мартенситная сталь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2638873C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4610734A (en) * | 1983-03-24 | 1986-09-09 | Fried. Krupp Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Process for manufacturing corrosion resistant chromium steel |
JPH08176752A (ja) * | 1994-12-26 | 1996-07-09 | Aichi Steel Works Ltd | 冷鍛性に優れたマルテンサイト系耐熱鋼 |
WO2005054531A1 (en) * | 2003-12-05 | 2005-06-16 | Erasteel Kloster Aktiebolag | Martensitic chromium-nitrogen steel and its use |
JP2007270191A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
RU2419672C1 (ru) * | 2009-11-09 | 2011-05-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли РФ (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) | Коррозионно-стойкая экономнолегированная сталь со структурой азотистого мартенсита для медицинских инструментов |
RU2516187C1 (ru) * | 2013-04-09 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Высокоазотистая мартенситная никелевая сталь |
RU2546947C1 (ru) * | 2014-03-27 | 2015-04-10 | ООО "Комплект ТС" | Нержавеющая сталь мартенситного класса для медицинских инструментов |
-
2016
- 2016-12-26 RU RU2016151219A patent/RU2638873C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4610734A (en) * | 1983-03-24 | 1986-09-09 | Fried. Krupp Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Process for manufacturing corrosion resistant chromium steel |
JPH08176752A (ja) * | 1994-12-26 | 1996-07-09 | Aichi Steel Works Ltd | 冷鍛性に優れたマルテンサイト系耐熱鋼 |
WO2005054531A1 (en) * | 2003-12-05 | 2005-06-16 | Erasteel Kloster Aktiebolag | Martensitic chromium-nitrogen steel and its use |
JP2007270191A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法 |
RU2419672C1 (ru) * | 2009-11-09 | 2011-05-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли РФ (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) | Коррозионно-стойкая экономнолегированная сталь со структурой азотистого мартенсита для медицинских инструментов |
RU2516187C1 (ru) * | 2013-04-09 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Высокоазотистая мартенситная никелевая сталь |
RU2546947C1 (ru) * | 2014-03-27 | 2015-04-10 | ООО "Комплект ТС" | Нержавеющая сталь мартенситного класса для медицинских инструментов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU72697U1 (ru) | Пруток из нержавеющей высокопрочной стали | |
KR20130035277A (ko) | 고장력강 및 그 제조 방법 | |
RU2763027C1 (ru) | Кованая деталь из бейнитной стали и способ ее изготовления | |
JP2013023743A (ja) | 非磁性鋼線材又は棒鋼、及びその製造方法 | |
JP2015526593A (ja) | フェライト系ステンレス鋼 | |
RU2679679C1 (ru) | Литая хладостойкая сталь | |
JP2010121191A (ja) | 耐遅れ破壊特性および溶接性に優れる高強度厚鋼板およびその製造方法 | |
RU2638873C1 (ru) | Высокопрочная низколегированная азотосодержащая мартенситная сталь | |
RU2665854C1 (ru) | Толстолистовая хладостойкая сталь | |
RU2576773C1 (ru) | Высокопрочная коррозионностойкая сталь переходного класса | |
RU2348735C2 (ru) | Сталь колесная | |
JP3750596B2 (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼 | |
KR102174416B1 (ko) | 강도 및 충격인성이 우수한 냉간압조용 저탄소 베이나이트 비조질강 및 그 제조 방법 | |
JP6551631B1 (ja) | 油井用低合金高強度継目無鋼管 | |
RU2516187C1 (ru) | Высокоазотистая мартенситная никелевая сталь | |
KR100928796B1 (ko) | 인성이 우수한 인장강도 600MPa급 압력용기용 강의제조방법 | |
RU2704703C1 (ru) | Высокопрочная дисперсионно-твердеющая азотосодержащая коррозионно-стойкая аустенитная сталь | |
RU2346074C2 (ru) | Нержавеющая высокопрочная сталь | |
JP6152929B1 (ja) | 油井用低合金高強度継目無鋼管 | |
RU61285U1 (ru) | Пруток из нержавеющей высокопрочной стали | |
RU2608251C1 (ru) | Хладостойкая аустенитная высокопрочная сталь | |
RU2586193C1 (ru) | Высокопрочная коррозионно-стойкая свариваемая сталь | |
RU2367710C1 (ru) | Высокопрочная немагнитная коррозионно-стойкая сталь | |
RU2421538C1 (ru) | Высокопрочная немагнитная коррозионно-стойкая сталь | |
RU2806682C1 (ru) | Высокопрочная коррозионностойкая азотосодержащая мартенситно-аустенитно-ферритная сталь |