SU971909A1 - Жаростойка сталь - Google Patents

Description

(54),ЖАГОСТОЙКАЯ СТАЛЬ

Изобретение относитс  к металлургии стали и сплавов, в частности к изысканию жаростойкой стали, и может быть использовано при изготовлении литых деталей, подвергающихс  воздействию высоких температур. Известна литейна  жаропрочна  и жаростойка  хромоникелева  сталь 35Х18Н24С2Л, примен юща с  дл  изготовлени  отливок, работающих при температурах 900-950°С и 1000- 1200° 1. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  жаростойка  сталь 2, содержаща , вес УглеродДо 0,4 Кремний1,5-2 Марганец1-2 Хром16-20 Никель9-11 ЖелезоОстальное Недостатками известной стали  вл ютс  относительно низкие жаропрочность,- окалиностойкость и комплекс литейных и механических свойств, что снижает качество и долговечность изготовленных из нее отливок. Целью изобретени   вл етс  повыще1ше ропрочности, окалиностойкости, литейных и анических свойств. Поставленна  цель достигаетс  тем, что жатойка  сталь, содержаща  углерод, кремний, ганец, хром, никель и железо, дополнительсодержит алюминий, титан, ванадий, ниобий, ьций, редкоземельные металлы и бор при дующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод . 0,1-0,4 Кремний Марганец Алюминий 0,01-0,05 0,01-0,1 Ванадий 0,05-0,15 Ниобий 0,05-0,25 Кальций 0.005-0,05 Редкоземельные 00.01-0,08 металлы 0.005-0,01 Остальное 397 Дополнительное введение в состав жаропрочной стали алюмини , титана и ванади  св  зано с их способностью взаимодействовать со свободным азотом и св зывать его в нитриды и карбонитриды, которые  вл ютс  регул тора ми аустенитного зерна. Ванадий к титан упрочн ют сталь, титан, кроме того, св зывает часть углерода в карбиды, а алюминий, взаимодейству  с кислородом, образует мелкодисперсны частицы глинозема, на которых осаждаютс  продукты взаимодействи  кальци  и редкоземельных металлов с вредными п|1имес ми. При этом образуютс  более сложные и стойкие многофазные неметаллические включени , имеющие глобул рную форму и равномерно распредел ющиес  в металле, что сопровождаетс  очищением границ зерен от вредных примесей. Эти факторы способствуют одновременному повыЩению жаропрочности, окалиностойкости, пластичности и ударной в зкости стали. Введение кальци  и редкоземельных металлов также способствует повыщению рассматриваемых свойств разрабатываемой стали за счет микролегировани  зерен и снижени  их поверхностной энергии и, кроме того, за счет модифицировани  структуры стали. При этом снижение содержани  включений, серы и фосфора, глубо кое раскисление стали обеспечивают заметное повышение ее жидкотекучести. Кроме того, введение в сталь кальци  и редкоземельных металлов приводит к измельчению нитридов и более равномерному их распределению в металле. Дополнительное введение в состав стали ниоби  св зано с его способностью подобно титану упрочн ть сталь в результате дисперсионного твердени . Мелкие карбиды ниоби  распредел ютс  равномерно в стали. Ниобий измельчает аустенитное зерно на 1-2 балла и обеспечивает повышение длительной прочности стали и ее механических свойств. Состав С Г Si Т Мп

-Известна  сталь 1,3 17,2 9,8 0 ,2 1,6 Предлагаема  сталь 0,2 1,51,3 18 10 0,05 0,04 0,09 0,08

17 9 0,01 0,1 0,08 0,05 0,05 0,08

1

0,3 1,6

2 1,7

0,1 0,4

1,5

0.2

0,009

0,006 0.01

0,007 Содержание злементов, вес.% j Or Т NiTAll Ti I v1 Nb Г Са 1 РЗМ Т В Введение бора заметно измельчает литую структуру стали и увеличивает пластичность при повышенных температурах. Положительное вли ние бора резко повышаетс  при условии введени  в сталь таких более сильных раскислителей , как ванадий, кальций и редкоземельные металлы. Металл выплавл ют в 500-килограммовых электродуговых печах согласно действующей технологии. В процессе фракционной разливки расплав обрабатывают комплексными бескремнистыми лигатурами с алюминием, титаном, ванадием, кальцием, редкоземельными металлами , ниобием и бором. Химические составы выплавленных сталей приведены в габл. 1. Жидкотекучесть бтали определ ют с помощью спиральной пробы по длине заполнени  канала жидким металлом. Опыты показывают, что предлагаема  сталь составов 2-6 обладает на 20-30% лучшей жидкотекуче,стью по сравнению с известной сталью. Одновременно с повышением жидкотекучести сталь отличаетс  от известной более низкой линейной усадкой, которую исследуют по комплексной пробе Нехендзи-Купцова. Дл  исследовани  других свойств заливают расплавом всех составов опытные формы с заготовками , изготовленными по выплавл емым модел м. Результаты этих исследований опытных сталей совместно с механическими свойствами при обычной температуре приведены в табл. 2. Результаты испытаний на жаропрбчность и окалиностойкость опытных сталей представлены в табл. 3. Ожидаемый экономически зффект от внедрени  предлагаемой жаростойкой стали по предварительным расчетам составл ет около 17,5 тыс. руб. в год за счет повышени  жаропрочности на 25-30%, литейных свойств на 20-30% и механических свойств на 30-50%. Таблица 1 0,03 0,060,005

Claims (2)

1.Справочник литейщиков, М., 1965, с. 44-47.

2.ТУ М5.4.34-73, сталь 4Х18Н10С2Л.