SU1754790A1 - Сталь - Google Patents
Сталь Download PDFInfo
- Publication number
- SU1754790A1 SU1754790A1 SU904872763A SU4872763A SU1754790A1 SU 1754790 A1 SU1754790 A1 SU 1754790A1 SU 904872763 A SU904872763 A SU 904872763A SU 4872763 A SU4872763 A SU 4872763A SU 1754790 A1 SU1754790 A1 SU 1754790A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- steel
- phosphorus
- vanadium
- bismuth
- zinc
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к металлургии, конкретно к стали, обладающей увеличением срока службы изделий из нее при рабоних температурах 500-610°С, а также высокой пластичностью. Сталь дополнительно содержит серу, фосфор, цинк, свинец, олово , висмут, сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,07-0,20; марганец 0,40-1,50; кремний 0,17-0,80; молибден 0,15-1,10; ванадий 0,15-0,45; хром 0,50-2,0; алюминий 0,002- 0,009; азот 0,002-0,012; сера 0,002-0,015; фосфор 0,002-0,015; цинк 0,0005-0,004; свинец 0,003-0,004; олово 0,0005-0,004; висмут 0,0001-0,003; сурьма 0,0005-0,003; железо остальное при выполнении следующих соотношений: сумма (фосфор 1 + цинк + олово + свинец + висмут + сурьму) 0,027; отношение ванадий/углерод 0,75-6,5; отношение алюминий/азот 0,2- 4,5. 1 табл. (Л С
Description
Изобретение относитс к металлургии, конкретнее к сплавам на железной основе.
Известна низколегированна сталь, содержаща . мас.%: С 0,10-0,15; Мп 0.40-0,70; SI 0,17-0,37; Сг 0,9-1,2; Мо 0,25-0,35; V 0,15-0,30; S до 0,040; Р до 0,040 (ГОСТ 5520-. 79).
После термической обработки сталь рассчитана на срок службы 100.000 ч и имеет пределы длительной прочности за это врем при температурах: 540°С - 100 МПА, 570°С - 80 МПа, 610°С - 50 МПа.
Основным недостатком этой стали вл етс то, что она не может быть использована дл работы свыше 100.000 ч.
Известна сталь, содержаща , мас.%: С 0.25-0,35; Мп 0,8-1,6; SI 0,4-0,9; Сг 0,3-0,6;
V 0,04-0,15; N 0,008-0,020; AI 0,005-0,015; Си 0,1-0,5; NI 0,1-0,5; Са 0,001-0,01.
Сталь предназначена дл труб нефт ного сортамента с повышенной прокаливае- мостью и коррозионной стойкостью, обладающих высокой устойчивостью к тре- щинообразованию. Однако эта сталь не может примен тьс дл изделий, работающих в течение длительного времени.
Известна также сталь, наиболее близка по легированию к предлагаемой, вз та за прототип, содержаща , мас.%: С 0,20- 0.25; Si 0,15-0,35; Мп 0,60-0.85; Ni 0,5-0,7; Сг 0,9-1,2; Мо 0,35-0,45; V 0,05-0.10; AI 0,01-0,06 (или) N 0,005-0,025.
Однако сталь не может работать длительное врем в услови х высоких температур и напр жений, так как в ней в результате
NI
СП
jb
XI Ю
О
образовани нитридов алюмини AIN наступает преждевременное разрушение.
Цель изобретени - повышение пластичности и срока службы изделий при рабочих температурах 500-610 °С.
Поставленна цель достигаетс тем, что сталь, содержаща углерод, кремний, марганец , хром, молибден, ванадий, алюминий, азот, дополнительно содержит серу, фосфор , цинк, олово, свинец, висмут, сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод0.07-0.20
Марганец0,40-1,50
Кремний0,17-0,80
Молибден0,15-1,10
Ванадий0,15-0,45
Хром0,50-2,0
Алюминий0,002-0,009
Азот0,002-0,012
Сера0,002-0,015
Фосфор0,002-0,015
Цинк0,0005-0,004
Свинец0,0003-0,004
Олово0,0005-0,004
Висмут0,0001-0,003
Сурьма0,0005-0,003
причем сумма элементов Р+ Zn+ Sn+ Pb+ ВН- Sb 0,027%. a V:C- 0.75-6,5 и ,2-4,5.
Сопоставительный анализ с прототипом позвол ет сделать вывод, что за вл ема сталь отличаетс от известной дополнительным содержанием серы (0,002- 0,015%), фосфора (0,002-0,015%), цинка (0,0005-0,004%), свинца (0,0005-0,004%). олова (0,0005-0,004%), висмута (0,0001- 0,003%), сурьмы (0,0005-0,003%), причем сумма элементов фосфора, цинка, свинца, олова, висмута, сурьмы не должна превышать 0,027%, а отношение ,75-6,5 и 0,2-4,5.
Сущность изобретени состоит в том, что сталь-прототип содержит алюминий (0,002-0,009%). азот (0,002-0,012%), т.е. в тех количествах, при которых наблюдаетс отсутствие нитридной фазы. Превышение содержани алюмини свыше 0,009% приводит к образованию нитридов алюмини (AIN), а также к иному перераспределению карбидных фаз. Такое вли ние алюмини отрицательно сказываетс на длительной прочности стали. Уменьшение содержани алюмини менее 0.002% способствует получению металла плохого качества вследствие его нераскисленности. Превышение верхнего содержани азота 0,012% ведет к образованию нитридных фаз -AIM, VN вместо карбидных -VC; получение азота ниже приведенного в промышленна услови х в
легированных стал х практически не достигаетс .
Превышение углерода сверх 0,20% приводит к образованию излишнего количества
карбидных фаз- в основном МзС , а также к их коагул ции. Уменьшение содержани углерода за указанные пределы не обеспечивает получени достаточного количества упрочн ющих карбидных фаз, а следова0 тельно, и требуемого уровн прочностных свойств.
Введение марганца и кремни обусловлено необходимостью раскислени стали. При содержании в стали марганца и крем5 ни менее 0,40 и 0,17% соответстззнно сталь оказываетс недостаточно раскисленной , при превышении содержани марганца выше 1,50 и кремни 0,80% резко повышаетс содержание в стали неметаллических
0 включений - силикатов марганца.
Введение молибдена и ванади вл етс об зательным с точки зрени обеспечени требуемого уровн свойств в стал х, работающих длительное врем при шенных температурах и давлени х. Молибден и ванадий способствуют упрочнению твердого раствора и стабилизации упрочн ющих фаз.
Введение ванади в количестве 0,150 0,45% способствует получению требуемого количества карбида ванади в стали, который стабилизирует свойства стали в течение длительного времени.
Превышение содержани ванади свы5 ше 0,45% приводит к образованию избыточ- ного количества карбида ванади и выделению этой фазы в виде скоплений, что отрицательно сказываетс на пластичности стали. Понижение ванади ниже 0,15% при0 водит к уменьшению количества карбида ва- нэди , а следовательно, и к отсутствию требуемых свойств.
Наличие в стали молибдена ниже 0,15% недостаточно дл легировани твердого
5 раствора и карбида ванади , при увеличении содержани молибдена более 1,10% дополнительно образуютс нежелательные карбиды на основе молибдена, вли ние которых отрицательно сказываетс на свойст0 вах.
При содержании хрома менее 0,50% не обеспечиваютс требовани по окалино- стойкости стали, превышение содержани хрома более 2,0% приводит к образованию
5 неметаллических включений - карбонитри- дов хрома.
Сера и фосфор отрицательно вли ют на свойства сталей, особенно работающих длительное врем в услови х высоких температур и напр жений. Эти элементу, обогаща приграничные объемы металла, привод т к ослаблению св зей на границах зерен , что особенно важно учитывать дл сталей данного назначени
Нижний предел содержани серы и фосфора установлен исход из возможностей промышленного оборудовани , так как получение содержани серы и фосфора менее 0,002% (каждого) возможно лишь при проведении специальных экспериментов, что значительно удорожает сталь.
Наличие в стали серы и фосфора свыше 0,015% (каждого) нежелательно, так как приводит к ухудшению свойств.
Примеси цветных металлов - свинец, цинк, олово, висмут, сурьма - оказывают отрицательное вли ние на длительную прочность стали, выдел сь на границах зерен в виде легкоплавкой эвтектики.
Получение каждого из этих элементов (Zn ниже 0,0005; РЬ 0,0003; Sn 0,0005; Bi 0,0001; Sb 0,0005) невозможно в промышленных услови х. Ограничение верхнего предела Zn 0,004%, РЬ 0,004%, Sn 0,004%, Bi 0,003%, Sb 0,003%, вызвано крайне грудной технологией их получени - специальной и длительной обработкой шихты, например, методом пр мого восстановлени железа, рудно-термическим процессом или другими еще более сложными методами . В металле обычной выплавки содержание этих элементов находитс на уровне сотых долей процента (каждого), такое высокое содержание примесей цветных металлов отрицательно сказываетс на пластических характеристиках стали.
Ограничение содержани примесей цветных металлов - фосфора, цинка, свинца , олова, писмута, сурьмы 0,027% вызвано получением металла с высокой прочностью и пластичностью, так как в этом случае наблюдаютс чистые границы зерен от эвтектических выделений,
При нарушении соотношени ,75- 6,5 измен етс структура стали; при содержании менее 0,75 наблюдаетс недолегированность основной упрочн ющей фазой - карбидом ванади ; в случае соотношени более 6,5 в стали присутствуют грубые выделени карбидных фаз. Такие нарушени как в первом, так и во втором случа х отрицательно сказываютс на свойствах стали, в первую очередь длительных,
При нарушении соотношени AI;N менее 0,20 азот соедин етс с ванадием, тем самым резко уменьша количество основной упрочн ющей фазы - карбидов ванади , при отношении более 4,5 образуютс скоплени нитридов алюмини , наличие которых понижает как прочность, так и пластичность стали.
Предлагаемое соотношение элементов в стали было найдено экспериментальным 5 путем и вл етс оптимальным, поскольку позвол ет получить комплексный технический эффект, указанный в целевой части формулы изобретени . При нарушении соотношени элементов ухудшаютс свойства
0 стали, наблюдаетс их нестабильность и эффект не достигаетс ,
Ниже приведены варианты осуществлени использовани изобретени , не исключающие другие варианты в объеме
5 формулы изобретени (см. таблицу), где приведены данные по длительной прочности при средней рабочей температуре 570, а также при 610°С .
Пример 1, Металл состава 1 (см,
0 таблицу) получают следующим образом.
В сталеплавильной печи выплавл ют полупродукт из чистой по цветным примес м Сцинку, свинцу, олову, висмуту, сурьме) шихты, полученной специальными метода5 ми, например методом пр мого восстановлени железа. Содержание углерода в полупродукте 0,07%. Металл легируют молибденом на 0,15%. В процессе выпуска провод т пр мое легирование металла мар
0 ганцем на 0,40% из оксидных материалои с восстановлением кремни на 0,17%. Этт обеспечивает гарантированно низкое содержание фосфора и алюмини , особенно при легировании марганцем в интервале
5 0,7-1,5%. В огличие от ферромарганца ок сидные марганецсодержащие материалы имеют очень небольшое содержание фосфора . Затем металл выпускают в ковш, где легируют хромом на 0,50%. После выпуска
0 замер ют температуру металла и вакууми- руют его циркул ционным способом в течение 20 мин при остаточном давлении до Г5 Мбар. Десульфурацию стали провод т в процессе виепечной обработки известковы5 ми шлаками на 0,002%. В конце вакуумиро- вани присаживают ванадий на 0.15%. После вакуумировани металл разливают. В процессе выпуска и внепечной обработки при необходимости проводитс корректи0 ровка состава путем ввода добавок требуемых элементов. При достижении заданного состава и соотношени ,75-6.5 и ,2-4,5, а также требуемой температуры ковш с металлом передают на разливку.
5 Пример 2. Металл состава 3 (см. таблицу) выплавл ют таким же способом. Содержание углерода в полупродукте 0,20%. Металл легируют молибденом на 1,10%, затем провод т пр мое легирование марганцем на 1,50% из оксидных материалов с восстановлением кремни на 0,80%. Металл во врем выпуска в ковш легируют хромом на 2,0%. После вакуумировани присаживают ванадий на 0,45%. Далее как в первом варианте.
Claims (1)
- Формула изобретениСталь, содержаща углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, алюминий , азот,железо.отличающа с тем, что, с целью повышени пластичности и срока службы изделий при рабочих температурах 500-610°С, она дополнительно содержит серу, фосфор, цинк, свинец, олово , висмут, сурьму при следующем соотно шении компонентов, мас.%:Углерод0,07-0,20Марганец0,40-1,50Кремний0,17-0,80Молибден0,15-1,10Ванадий0,15-0,45Хром0.50-2,0Алюминий0,002-0,009Азот0,002-0,012Сера0,002-0,015Фосфор0,002-0,015Цинк0,0005-0,004Свинец0,0003-0,004Олово0,0005-0,004Висмут0,0001-0.003Сурьма0,0005-0,003ЖелезоОстальноепри выполнении следующих соотноше- ний: сумма (фосфор + цинк + олово + свинец+ висмут + сурьма) 0,027;отношение ванадий/углерод 0,75-6,5;отношение алюминий/азот 0,2-4,5.ПрототипПродолжение таблицы
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904872763A SU1754790A1 (ru) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Сталь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904872763A SU1754790A1 (ru) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Сталь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1754790A1 true SU1754790A1 (ru) | 1992-08-15 |
Family
ID=21539722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904872763A SU1754790A1 (ru) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Сталь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1754790A1 (ru) |
-
1990
- 1990-08-08 SU SU904872763A patent/SU1754790A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
За вка JP № 62-4854, кл. С 22 С 38/46, 1987. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5725690A (en) | Long-life induction-hardened bearing steel | |
EP0787813A1 (en) | A low mn-low Cr ferritic heat resistant steel excellent in strength at elevated temperatures | |
EP0236505B1 (en) | Case-hardening steel and process for its production | |
US5591391A (en) | High chromium ferritic heat-resistant steel | |
US5698159A (en) | Long-life carburizing bearing steel | |
CN107675090A (zh) | 一种布氏硬度650hbw级别高耐磨性钢板及其制备方法 | |
JPH0813102A (ja) | 高温強度の良好なオーステナイト系耐熱鋼 | |
CN114635077A (zh) | 一种超级奥氏体不锈钢及其制备方法 | |
CN1043253C (zh) | 铝锰硅氮系奥氏体不锈耐酸钢 | |
SU1754790A1 (ru) | Сталь | |
WO2022145066A1 (ja) | 鋼材 | |
JPS61177352A (ja) | 石油化学工業反応管用耐熱鋳鋼 | |
JPH021901B2 (ru) | ||
RU2375463C2 (ru) | Проволока для внепечной обработки металлургических расплавов | |
JP4271311B2 (ja) | フェライト系耐熱鋼 | |
JPS61194153A (ja) | 高強度高靭性圧力容器用鋼板 | |
SU1754789A1 (ru) | Сталь | |
SU1648988A1 (ru) | Чугун | |
JPH07150289A (ja) | 高温強度に優れたCr系耐熱鋼 | |
SU1375674A1 (ru) | Белый износостойкий чугун | |
US6428598B1 (en) | Additive composition for use in special steel making | |
SU1689425A1 (ru) | Мартенситн0старенж1ая сталь | |
SU1479545A1 (ru) | Арматурна сталь | |
SU992608A1 (ru) | Ковкий чугун | |
KR930003643B1 (ko) | 개재물형상이 제어된 고인성 비조질강 |