SU924156A1

SU924156A1 - Коррозионно-эрозионностойкая сталь

Info

Publication number: SU924156A1
Application number: SU813251608A
Authority: SU
Inventors: Aleksandr A Rudakov; Boris K Gusev; Vladimir A Sintsov; Leonid I Kochkin; Evgenij S Makhnev
Original assignee: Uralsky Politekhn Inst
Priority date: 1981-03-04
Filing date: 1981-03-04
Publication date: 1982-04-30

Description

Изобретение относится к металлургии сталей, которые могут быть использова-ны в машиностроении, гидро- и химическом машиностроении для изготовления деталей гидротурбин, гидронасосов и химических насосов, гребных винтов, лопаток паровых турбин и других тяжепонагруженных изделий, работающих в условиях интенсивного воздействия эрозии, коррозии и гидроабразива.

10

По технической сущности и достигаемому эффекту наиболее близкой к предлагаемой является коррозионно-эрозионно— стойкая сталь марки 1ΌΧ14ΑΓ12Μ, содержащая, вес.%:

Углерод до 0,10

Хром 12,0+15,0

Марганец 11,0+14,0

Молибден 0,5+1,2

Азот 0,08+0,20

. Кремний до 0,35

Никель до 0,50

Сера до 0,03

15

Фосфор до 0,03

Железо Остальное [11

Сталь, будучи аустенитной, имеет низкий уровень механических свойств и коррозионно-эрозионной стойкости.

Цель изобретения - повышение коррозионно-эрозионной стойкости и механических свойств.

Для достижения указанной цепи сталь, , содержащая железо, углерод, хром, марганец, молибден, дополнительно содержит медь, ниобий, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0,03-0,10

Хром 11,0-14,5

Марганец 2,0-8,0

Медь О.б-^З.О

Молибден 0,5-2,5

Необий 0,05-0,55

Железо Остальное

Стали выполнены в индукционной печи.

В табл. 1-3 представлены химический

состав, а также коррозионно-эрозионная

стойкость сталей.

4

3 924156

Таблица 1

При-	->-—--и.-1-_;____________„ ___ Химический состав, %
мер	С	Сг	Мл	См		I 5т	5	Р
1	0,10	14,5	8,0 '	3,0	2,5	0,55 0,18	0,017	0,018
2	0,03	11,0	2,0	0,5	0,5	0,05 0,20	0,014 ·	0,011
3	0,06	12,5	5,0	1,8	1,5	0,3 0,21	0,016	0,013
4*	0,08	14,04	2,77	-	0,82	0,16	0,008	0,026

*

известная сталь содержит 0,19% азота.

Слитки куют на заготовки (квадрат 20 мм), которые затем нагревают до 1030°С (выдержка 1 ч) и охлаждают на Воздухе, после чего отпускают при 250"С (выдержка 6 ч, охлаждение на воздухе) с целью снятая остаточных напряжений, Сталь 10Х14АГ12М подвергают закалке с 1100°С. Испытания механических свойств проводят на машине ЙМ-4Р (образцы диаметром 5 мм пятикратной длины рабочей части). Ударную вязкость определяют согласно ГОСТа 9454-60, тип. 1.

Коррозионно-эрозионную стойкость сталей оценивают на. магнитострикцион— дом диспергаторе типа УЗДН1, концентратором которого служил испытуемый образец, погруженный в 3%-ный раствор А/аСб в воде при температуре раствора 60 С. Коррозионно-эрозионная стойкость оценивается по потерям массы образцов за 5 ч испытания сравнительная· стойкость оценивается отношением потерь массы известной стали к потерям массы образцов предлагаемой ста ли.

Таблица 2

При-			(Г			(/-фаза,	¢/1. фаза
мер	кг/мм²	кг/мкг	%	%	кгс м/см^г	%	%
1	38	⁹⁷	56	60	31	-	-
2	110	130	16	62	8,5	90	10
’З	126·	145	16	64	10,5	92	-
4	35	95	51	59	31	—	—

Таблица 3

Пример	Потери массы 5 ч испытаний	Относительная стойкость
1	90	1,22
2	95	1,16
3	35	з,Г
4 известный состав	110	1,0 I

По уровню механических свойств и коррозионно-эрозионной стойкости предлагаемая сталь превосходит известную.

Уменьшение содержания марганца при указанном соотношении ингредиентов вызывает повышение температуры начала образования мартенсита охлаждения (точка М_и) выше комнатной (до 300 С), что обеспечивает получение преимущественно мартенситной структуры, имеющей наибольшее сопротивление текучести и кавитации. Содержание компонентов выше указанных границ приводит к увеличению количества остаточного аустенита, что сопровождается

924156

снижением уровня механических свойств (предела текучести в особенности и коррозионно-эрозионной стойкости). При содержании компонентов ниже указанных границ возрастает вероятность образования 5 ферритной структуры (наиболее слабо сопротивляющейся кавитационному нагружению в сравнении с аустенитномартенситной структурой) также как и при увеличении содержания хрома свыше 14,5%. ю

Введение в сталь меди способствует повышению коррозионно-эрозионной стойкости, а также активно подавляет образование феррита в структуре стали. Кроме того; медь улучшает технологические ,5 свойства стали (литейные) увеличивает жидкотекучесть стали свариваемость и обработку резанием. Однако при введении в сталь больше 3% меди начинает проявляться склонность стали к образованию ₂0 горячих трещин, а меньше 0,5% - влияние меди на свойства стали малоэффективно.

Пониженное содержание марганца в стали снижает токсичность при ее проиэ- 25 водстве и сварочных операциях.

Введение ниобия способствует измельчению зерна (литого и наплавленного металла в особенности) сдерживает рост зерна при термообработке, снижает склон-од ность стали к межкристаллитной коррозии, препятствуя обеднению границ зерен хромом, вследствие связывания углерода в карбиды, что в совокупности также способствует повышению коррозионно-эрозионной стойкости и механических свойств стали. Содержание ниобия выше указан- « ного предела повышает склонность стали к образованию избытка структуры (Г-феррита и охрупчивает сталь, ниже — его влияние малоэффективно.

В настоящее время проводится опытно-промышленное освоение стали марки О6Х13Г5Д1,5МБ для изготовления химических насосов и других изделий (типа несущий вал насосов) взамен известных сталей.

По предварительным результатам сталь показала высокие технологические _хсвойства, успешно пройдя весь техноло—

35

45

гический цикл производства. Сталь имеет весьма низкую критическую скорость закалки (^10-20^/4), что обеспечивает сквозную прокаливаемость изделий круп-; ных размеров при достаточно малых скоростях охлаждения (на воздухе или вместе с печью), что приводит к минимуму образование нежелательных термических и структурных остаточных напряжений.

Сталь может’ быть использована для тяжелонагруженных конструкций в виде фасонного литья, проката, листа, сварочной проволоки и других изделий, работающих в условиях интенсивного коррозионно-эрозионного воздействия при 60 +

+ 500°С, а также в других отраслях машиностроения.

Себестоимость 1 т фасонного питья из стали 06Х13Г5Д1.5МБ -612,10руб. Только снижение содержания дефицитных легирующих элементов (никель, хром) дает экономический эффект -349 руб. на 1 т литья. Повышение качества изделий, их долговечности службы при эксппу· атации, а также возможность снижения веса (размеров) изделий за счет повышения конструкционной прочности стали создают дополнительный технико-экономический эффект при использовании предлагаемой стали.

Claims

Ф о р м у л а из об р е т е н и я

Коррозионно—эрозионностойкая сталь, содержащая углерод, хром, марганец, молибден и железо, отли чаюшаяс я тем, что, с цепью повышения коррозионно-эрозионной стойкости и механических свойств, она дополнительно содержит медь, ниобий при следующем соотношении компонентов, вес.%:

40

У глерод Хром 0,03-0,10 11,0-14,5 Марганец 2,0-8,0 Молибден 0,5-2,5 Медь 0,5-3,0 Ниобий 0,05-0,55 Железо Остальное