(54) МАРТЕНСИТО-ФЕРРИТНАЯ СТАЛЬ Изобретение относитс к металлургии , и предназначено .дл использовани в качестве жаростойкого и коррозионностойкого материала дл деталей выпускных систем (глушителей, выпускных труб)двигателей внутреннего сг рани (две) - автомобильных и др. Известна ферритна сталь Г .содержаща , вес.%: Углерод . До О,.О8 Азот До 0,05 Хром11,0-14,0 Титан0,4-0,7 Кремний0,8-2,0 АлюминийДо 1,5 Железо и примеси Остальное Недостатком известной стали вл етс низка технологическа пластичность . Цель изобретени - повышение тех нологической пластичности - на уров не относительного удлинени с 9 12%сварных соединений без специального подогрева перед сваркой. Цель достигаетс тем, что мартен сито-ферритна - сталь, дополнительн содержит марганец и по крайней мере один элемент из р да: цирконий, ваНсщий при следующем соотношении ком понентов, вес.%: 0,03-0,07 Углерод 8,0-10,8 0,3-0,8 Марганец 0,3-0,8 Кремний О,3-0, 9 Алюминий По крайней мере один элемент из да: цирконий, ванадий. 0,03-0,35 ЖелезоОстальное При этом соотношение суммы элеентов циркони и ванади к углероу равно 1,15 - 3,9 С 0,03 Предлагаема сталь может содержать примеси, вес.%: НикельДо О,3 МедьДо 0,3 АзотДо 0,03 Верхний предел по углероду (0,07%) с одной стороны, ограничен из условий охрупчивани стали в сварных соединени х при заданном содержании хрома 8,0-10,8% и карбидообразующих элементов р да Zr, V в пределах 0,030 ,35%; с другой стороны - из условий обеспечени выплавки стгши обычным способом в открытых электроплавильных печах. Нижний предел углерода (0,03%) - как оптимальное содержание. 37 которое может быть получено при этих ;услови х выплавки,Оптимальное содержание элементов р да Zr,V отвечает з данным уравнением в формуле изобрете ни по отношению к углероду, в котор косвенно учитываетс и азот в виде коэффициента 0,03. Ванадий и циркоНИИ св зываютс в мелкодисперсные карбиды и нитриды, которые, измельча мартенсито- ферритную структуру и поддержива определенное соотношение мартенситной и ферритной соетавл ющих структуры заданным в формуле соотношением компонентов (1,153 ,9), обеспечивают получение пластичности металла сварного шва на достаточно высоком уровне (, без термообработки). При отношении 1,15 по вл етс мартенситное охрупчивание металла сварного шва, при отношении 3,9 - развитие ферритной хрупкости, в том и другом случа пластичность металла сварного шва понижаетс ниже требуемого уровн (cft,$ 12°). Снижение содержани хрома ДО 8,010 ,8% в предлагаемой стали увеличива растворимость в твердом растворе эле ментов внедрени (углерода, азота и лдр.), уменьша склонность стали к охрупчиванию при технологической обработке и сварке.Нижний предел по хр му (8,0%) ограничен из условий обеспечени коррозионной стойкости стал конденсате выхлопных газов ДВС и жаростойкости при 700°С. Верхний преде по хррму (10.8%) задан как максималь допустимый дл получени мартенсито ферритной основы стали. Марганец в сочетании с кремнием (0,3-0,8) примен ютс в качестве раскислитёлей и модификаторов стали. Ниже 6,3% марганец и кремний в хромистой стали как раскислители недостаточно эффективны, при 0,8% эффективность их действи наиболее оптимальна: Алюминий в пределах 0,3-0,9% эффективно замедл ет полиморфное превращение 1 -ч-о. при охлаждении как в перлитной , так и мартенситной област х (ниже 410С) , что способствует сн тию напр жений в сварных соединени х и устранению условий образовани гор чих и холодных трещин. Ниже 0,3% эффективность алюмини недостаточно, выше 0,9% - сталь приобретает повышенную склонность к загр знению неметаллическими включени ми за счет вторичного окислени при разливке. Предлагаема сталь выплавл етс в электрических плавильных печах и изготавливаетс методом холодной и гор чей прокатки Е виде листа и ленты, а также в виде сварных труб, по обычной технологии. Проведенные лабораторные испытани позвол ют установить, что предлагаема сталь имеет в состо нии поставки предел прочности 53,3 кгс/мм предел текучести 33,8 кгс/мм, относительное удлинение (cfg ) 35,8%, твердость 68 НЯ., на сварных образцах (аргоно-дугова сварка): Без После отжига отжига Предел прочности, кгс/мм 73,3 55,2 . Относительное удлинение rCPg f % Твердость, В табл.1, даны химические составы предлагаемой известной стали, которые выплавл ютс и прокатываютс на. ленту толщиной 2 мм. Таблица 1(54) MARTENSITO-FERRITE STEEL The invention relates to metallurgy, and is intended to be used as a heat-resistant and corrosion-resistant material for parts of exhaust systems (silencers, exhaust pipes) of internal combustion engines (two) - automobile, etc. Ferrite steel G is known. containing, wt.%: Carbon. To O, .O8 Nitrogen To 0.05 Chromium 11.0-14.0 Titanium, 0.4-0.7 Silicon, 0.8-2.0 Aluminum, Up to 1.5 Iron and impurities Remaining A disadvantage of the known steel is low process ductility. The purpose of the invention is to increase the technological plasticity at the level of relative elongation with 9–12% of welded joints without special heating before welding. The goal is achieved by the fact that marten sieve-ferritic - steel, additionally contains manganese and at least one element from the series: zirconium, in the following ratio of components, wt.%: 0.03-0.07 Carbon 8.0- 10.8 0.3-0.8 Manganese 0.3-0.8 Silicon O, 3-0, 9 Aluminum At least one element from yes: zirconium, vanadium. 0.03-0.35 IronEstal With the ratio of the sum of the elements of zirconium and vanadium to carbon is 1.15 - 3.9 C 0.03 The proposed steel may contain impurities, wt.%: Nickel Up O, 3 CopperTo 0.3 Nitrogen Up , 03 The upper limit for carbon (0.07%) on the one hand is limited from the conditions of steel embrittlement in welded joints with a given chromium content of 8.0-10.8% and carbide-forming elements of the Zr, V range within 0.030, 35 %; on the other hand, from the conditions for ensuring the smelting of steel in the usual way in open electric smelting furnaces. The lower limit of carbon (0.03%) is the optimum content. 37 which can be obtained under these conditions of smelting, the optimum content of elements of the series Zr, V corresponds to this equation in the formula of the invention in relation to carbon, which indirectly takes nitrogen into account in the form of a coefficient of 0.03. Vanadium and zirconia bind into fine carbides and nitrides, which, by crushing the martensite-ferritic structure and maintaining a certain ratio of martensitic and ferritic compounds, form the ratio of components specified in the formula (1.153, 9), ensure the ductility of the weld metal at a high enough without heat treatment). With a ratio of 1.15, martensitic embrittlement of the weld metal appears, with a ratio of 3.9 - the development of ferritic brittleness, in either case, the ductility of the weld metal decreases below the required level (cft, $ 12 °). Reducing the chromium content to 8.010, 8% in the proposed steel by increasing the solubility in the solid solution of the elements of introduction (carbon, nitrogen and ldr.), Reducing the tendency of steel to embrittlement during technological processing and welding. The lower limit is (8.0%) limited from the conditions for ensuring corrosion resistance has become the condensate of exhaust gases of internal combustion engines and heat resistance at 700 ° C. The upper limit of xprm (10.8%) is set as the maximum allowable for producing martensite ferritic steel. Manganese in combination with silicon (0.3-0.8) is used as a deoxidizer and steel modifier. Below 6.3%, manganese and silicon in chromium steel as deoxidizing agents are not effective enough; at 0.8%, their effectiveness is most optimal: Aluminum, in the range of 0.3-0.9%, effectively slows down the polymorphic transformation of 1 -h-o. when cooled in both the pearlite and martensitic regions (below 410 ° C), which helps to relieve stresses in the welded joints and to eliminate the conditions for the formation of hot and cold cracks. Below 0.3%, the efficiency of aluminum is not enough; above 0.9%, steel acquires an increased tendency to be contaminated by nonmetallic inclusions due to secondary oxidation during casting. The proposed steel is melted in electric smelting furnaces and is produced by cold and hot rolling of E in the form of a sheet and tape, as well as in the form of welded pipes, using conventional technology. The laboratory tests carried out allow us to establish that, in the state of supply, the steel has a tensile strength of 53.3 kgf / mm, a yield strength of 33.8 kgf / mm, an elongation (cfg) of 35.8%, a hardness of 68 NN, on welded specimens (argon-arc welding): Without After annealing, annealing Strength, kgf / mm 73.3 55.2. Relative elongation rCPg f% Hardness, In Table 1, the chemical compositions of the proposed known steel are given, which are smelted and rolled on. tape 2 mm thick. Table 1
0,06 0,50 0,50 0,05 0,80 0,80 0,03 0,30 0,60 0,07 0,65 0,50 0,07 0,30 0,30 0,.08 1,20 0,05 13,2 - 0,50 1,2 0,020 Предлагаема сталь 10,8 0,35 - 0,5 0,020 0,018 0,05 0,20 0,0203,90 9,0 - 0,35 0,6 0,008 0,035 0,28 0,30 0,0302,20 8,3 - 0,16 0,4 0,005 0,007 0,20 0,10 0,0211,25 8,0 0,10 0,03 0,9 0,008 0,010 0,15 0,05 0,0301,15 8,0 0,03 0,25 0,3 0,025 0,017 0,30 0,18 0,0251,50 Известна стс1Ль (ТО 0,021 0,13 0,10 0,0250.06 0.50 0.50 0.05 0.80 0.80 0.03 0.30 0.60 0.07 0.65 0.50 0.07 0.30 0.30 0, .08 1 , 20 0.05 13.2 - 0.50 1.2 0.020 The proposed steel is 10.8 0.35 - 0.5 0.020 0.018 0.05 0.20 0.0203.90 9.0 - 0.35 0, 6 0.008 0.035 0.28 0.30 0.0302.20 8.3 - 0.16 0.4 0.005 0.007 0.20 0.10 0.0211.25 8.0 0.10 0.03 0.9 0.008 0.010 0.15 0.05 0.0301.15 8.0 0.03 0.25 0.3 0.025 0.017 0.30 0.18 0.0251.50 Known STS1 (THEN 0.021 0.13 0.10 0.025
В табл.2 приведены механические свойства основного металла после отжига и сварных образцов с продольОсновного металла после отжигаTable 2 shows the mechanical properties of the base metal after annealing and of welded samples with a longitudinal metal after annealing.
Предлагаема стальWe offer steel
35,8 35.8
30,0 28,2 41,2 25,0 45,3 32,3 36,3 30,7 39,430.0 28.2 41.2 25.0 45.3 32.3 36.3 30.7 39.4
28,1 35,528.1 35.5