SU998573A1 - Сталь - Google Patents

Description

(54) СТАЛЬ

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к низколегированным литым стал м дл  т желонагруженных деталей, работающих при HHJKHX темпе ратурах.

Известна стальCl, содержаща  вес.%:

Углерод 0,08-0,16 Марганец 0,40-1,25 Кремний 0,20-0,42 Никель 1,80-2,20 Медь1,20-1,50

Ванадий 0,08-0,15 Алюминий 0,02-0,08 Кальций 0,006-0,01 Молибден 0,15-0,25 По крайней мере один элемент , выбранный из группы:

Ниобий 0,02-0,04 Церий 0,08-0,15 Железо Остальное Эта сталь обладает комплексом свойств, .позвол ющим использовать ее при изготовлении деталей дл  работы при пониженных температурах. Она обладает хорошей свариваемостью и стойкостью против атмосферной корро .зии. Однако уровень ее свойств оказываетс  в р де случаев недостаточным , особенно при изготовлении ответственных деталей, работающих при низких температурах в услови х циклического ндгружени .

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  стальt23,

10 содержаща , вес.%:

Углерод 0,12-0,25 Марганец 0,7-1,60 Кремний 0,2-0,70 Хром0,1-0,35

15

Ванадий 0,04-0,20 Алюминий 0,015-0,08 Медо0.15-0,60

1шке.ль 0,15-0,50 Кальций 0,006-0,10

20 АЗОТ0,005-0,03

Железо . Остальное Указанна  сталь удовлетвор ет требовани м по технологичности и комплексу прочностных и пластических

25 свойств, однако при изготовлении из нее литых, деталей, работающих в услови х циклического нагружени  при нихких температурах, вы вл етс  недостаточна  сопротивл емость ее к об30 разованин) и распространению хрупких трещин. Это св зано с наличием значительного количества остроугольных нитридов алюмини ,   влйющихс  инициа торами усталостных трещин, а также сульфидов марганца и железа, вызыва тих хрупкое разрушение. Целью изобретени   вл етс  повыш ние сопротивлени  хрупкому разрушению и хладостойкостй.. Поставленна  цель достигаетс  те ITO сталь, содержаща  углерод, марг нец, кремний,- хром, ванадий, никель медь, алюминий, кальций, азот и жел зо, дополнительно содержит бар.ий и цирконий при следующем соотношении компонентов, вес.%: 0,04-ОЛб Углерод 0.7-1,60 Марганец 0.2-0,70 Кремний 0,1-0,80 0.04-0,25, Ванадий 0,03-0,30 Никель 0,03-0,30 0,02-0.055 Алюминий 0,0005-0,01 Кальций 0,005-0,03 0,001-0,01 0,0005-0,03 Цирконий Остальное Железо Содержание серы и фосфора в стал предлагаемого состава ограничиваетс верхним пределом 0,05%/ так как при большем их содержании вредное вли ние на свойства стали Не удаетс  нейтрализовать даже при совместном введении кальци , бари  и циркони . Металл выплавл ли в индукционных печах по деистВУЮШ31М технологически инструкци м. В качестве шихтовой за готовки использовали армко-железо. Легирующие элементы и элементы-раск лители ВВОДИЛИв виде ферросплавов, а также силикокальци  и. силикобари  Окончательное раскисление и ввод в «таль алюмини , кальци , бари  и циркони  проводили из расчета остаточного их количества в стали на верхнем, среднем и нижнем уровн х состава. Механические свойства сталей, хи состав которых приведен- в таблице, определ ли на образцах, вырезанньк из треф по ГОСТ 971-75. Режим терми ческоГ; обработки - нормализаци  920 4 ч, охлаждение на воздухе. Дл  определени  эффективного коэф-. фициента концентрации напр жений К. и коэффициента чувствительности к концентраторам напр жений () проводили , испытани  на многоцикловую усталость. Испытани  проводили на образцах круглого профил  по ГОСТ 2860-65 по схеме чистого изгиба симметричным циклом на машине МУИ-6000 на базе 10циклов с частотой 2700 цикл/мин. . Энергоемкость разрушени  (КСТ) определ ли на ударных образцах с предварительно нанесенной усталостной трещиной по ГОСТ 9454-78. Порог хладноломкости (Tjjj) определ ли по наличию в изломе ударных-Образцов 50% волокнистой составл ющей. Дл  определени  склонности стали к хрупкому разрушению определ ли такую характеристику, как критический коэффициент интенсивности напр жений , который описывает поле напр жений в вершине трещины в момент на|чала ее развити , т.е. в начале хрупкого разрушени . Указанна  характеристика определ ет работоспособность тела с трещиной (например, с трещиной усталости). Испытани  дл  определен1:  критического коэффициента интенсивности напр жений проводили на испытательной машине ИНСТРОН согласно ГОСТ 7855-68 и 9651-73. Испытывались образцы на внецентренное раст жение с трещиной усталости. Как видно из таблицы, у предлагаемой стали по сравнению с известной на 25% повышаетс  критический коэффициент интенсивности напр жений (.), на 10-20% снижаетс  эффективнУй коэффициент концентрации напр жений (К), на ,10-20% снижаетс  коэффициент чувствительности к концентраторам напр жений .v) П сравнению с известной у предлагаемой стали в. два раза увеличиваетс  энергоемкость разрушени  образца с усталостной трещиной (КСТ). Порог хладноломкости (т до) снижаетс  от +5°С (у известной) до -33°С (у стали предлагаемого состава). Ориентировочный расчет показывает, что экономический эффект от внедрени  стали составит 540 тыс.руб. в год.

I

н и к

ge

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР . № 503933, кл, С 22 С 38/00, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 519491, кл. С 22 С 38/00, 1974.