СО
со Изобретение относитс к металлу гии и литейному производству, в частности к нержавекхоим стал м, и предназначено дл изготовлени дет лей , работающих в окислительных ср дах, например деталей химических насосов и др. Известны хромистые нержавеющие коррюзионностойкие стали ферритног мартенситно-ферритного и мартенсит ного классов, содержащие углерод, хром, кремний, марганец, никель, ванадий и другие легирующие элемен ты, например сталь {0-4)Х13 ij . Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой вл етс нержавеххца сталь, содержаща , вес.% Углерод0,1-0,45 Хром11-16 Молибден1 КремнийДо 3 Марганец До 4 Никель0,45 МедьДо, 4 КобальтДо 10 ВаннадийДо 2 ЖелезоОстальное Однако дл данной стали характе рен недостаточный уровень механиче ких свойств и коррозионной стойкос ( Особенно в услови х повышенного де стви коррозии и трени . Целью изобретени вл етс повы шение прочности, пластичности и ко розионной стойкости стали. Поставленна цель достигаетс т что нержавеюща сталь, содержаща углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, железо, дополнительно содержит азот и кальций при следующем соотношении компонентов, мае. Углерод0,15-0,25 Кремний0,15-0,50 Марганец0,,8 Хром 12-14Ванадий0 ,10-0,27 Азот 0,025-0,065 Кальций.0,005-0,050 ЖелезоОстальное при отношении ванади к азоту 4-4 Азот, как поверхностно-активный и концентрационно-уплотн ющий элемент , значительно тормозит рост твердой фазы при кристаллизации . При этом расследуетс большее число зародышей кристаллиза 1ии , развитие получает объемна кристаллизаци . Сокращаетс зона столбчатых дендрито в, уменьшаютс размеры дендритов и повышаетс пло ность дендритной структуры. В свою очередь, это приводит к повышению химической и физической однородности металла: уменьшению степени дендритной ликвации, уменьшению размеров и разориентировок составл ющих первичной структуры,повышени дисперстности и однородности вторичных структур. Указанные факторы обеспечивают повышение пластичности стали и уменьшение карбидной неоднородности. Азот С ванадием образуют нитридную фазу. Термообработкой достигаютс заданные дисперсность и распределение нитридов ванади , что повьвиает прочность стали. При содержании азота менее 0,025% и ванади менее 0,10% модифицирукадий и упрочн ющий эффект практически отсутствует, а при содержании азота более 0,065% и ванади более 0,27% возможны литейные дефекты в виде газо1вой пористости и падение прочностных и пластических характеристик стали. Оптимальное сочетание пластических , прочностных и коррозионных ствойств стали достигаетс при содержании азота и ванади в стали, близком к стехиометрическому соотношению. При избытке ванади , т.е. при соотношении V/N 4,2, происходит улучшение коррозионной сто1Е кости стали, а при избытке азота () охрупчивание стали из-за развити процесса старени . Введение кальци способствует уменьшению степени химической неоднородности стали, очищению границ зерен от примесей и, как следствие , повышает коррозионную стойкость стали. При содержании кальци менее 0,005% указанный эффект незначителен, а при содержании более 0,05% возможно ухудшение свойств стали из-за загр знени ее неметаллическими включени ми. В услови х опытного производства выплавлены в 60-килограммовой индукционной печи составы предлагаемой стали ( 1-3 в табл. 1), вьйсод щие из предлагаемых пределов (№4-5 в табл. 1) и состав известной стали ( 6 в табл 1) Образцы дл исследо ваний вырезались из треф и термообрабатывались по режиму: закалка - - воздух , отпуск - 700°С - 1,5 ч - воздух. Механические свойства определ ют по стандартньм методикам, коррозионную стойкость в УСЛОВИЯХ оптимальной среды с рН 9,25 определ ют на образцах 30x30x5 по убыли массы в течение 30 сут испытани . Результаты испытаний приведены в табл. 2. Как видно из табл. 2 предлагаема сталь по сравнению с известной и со стал ми с химическим составом, выход щим из предлагаемых пределов (№ 4,5),
Обладают более высокими пределами прочности ( v на 15%), текучести (vHa 20%), относительным удлинением ( на 14%), сужением ( на 8%), ударной в зкостью С на 13%) и коррозионной стойкостью (л-на 60%).
Внедрение новой стали на Тульском оружейном заводе взамен стали 20Х13Л по ГОСТ 2176-77 (базовый вариант) обеспечивает увеличение долговечности изделий как минимум на 20-30%/снижает на 5-10% металлоемкость литых изделий.
Таблица 1