Сталь

 

СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, хром, марганец, молибден, кальций, по крайней мере один элемент из группы, содержащей иттрий, железо, отличающаяся тем, что, с целью повьшения относительного сужения и треп ноустойчивости , сталь дополнительно содержит ванадий, магний, а указанная группа - цирконий при следующем соотнршении компонентов, мас.%: Углерод 0,05-0,30 Кремний 0,7-3,0 Хром 5-10 Марганец 2-6 Молибден 0,05-0,30 Кальций 0,01-0,30 Ванадий 0,05-0,30 0,01-0,30 Магний По крайней мере один элемент из группы, содержащей цирконий и (О С иттрий 0,005-0,300 Железо Остальное

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А (19) ® (Ill

4(51) С 2 С 38 38

Л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вости, сталь дополнительно содержит ванадий, магний, а указанная группа — цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

0,005-0,300

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

1Ю ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3656647/22-02 (22) 31.10.83 (46) 30 06 85. Бюл. 11 24 (72) Е.И.Пряхин, О.Н.Магницкий, Б.Б.Гуляев, И.Е.Казеннова и Е.В.Голубенцева (53) 669.14.018.298-194 (088;8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 908919, кл. С 22 С 38/38, 1982, Авторское свидетельство СССР

У 767229, кл. С 22 С 38/38, 1980. (54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, хром, марганец, молибден, кальций, по крайней мере один элемент из группы, содержащей иттрий, железо, отличающаяся тем, что, с целью повьппения относительного сужения и трещиноустойчиУглерод

Кремний

Хром

Марганец

Молибден

Кальций

Ванадий

Магний

Пб крайней мере один элемент иэ группы, содержащей цирконий и иттрий

Железо

0,05-0,30

0,7-3,0

5-10

2" 6

0,05-0,30

Оу01-0930

0,05-0,30

0,01-0,30

64306

Содержание элементов. мас.X

-(Cr Mn

Zn Y

МО

0,35 3,1

10,5 6,5

0,35 3,1

105 65 04 035 035 035

3 0 35 3,1

105 65 04 035 035

0,35

1 II

Изобретение относится к металлургии, а именно к составу литейной стали с повышенными прочностью, пластичностью и ударной вязкостью при высоком уровне трещиноустойчивости, Цель изобретения — повышение относительного сужения и трещиноустойчивости стали.

Обеспечение высоких значений механических свойств стали при сохранении высокого уровня ее трещиноустойчивости достигается эа счет легирования.

Хром в пределах 5-IOX и кремний в пределах 0,7-3,0_#_ снижают температуру начала мартенситного превращения, упрочняют кристаллическую решетку

A=Fe и способствуют образованию "реечного мартенсита, что обеспечивает и крему расяния на полуиноусвысокую прочность стали. Хром ний способствуют более полном ,кислению стали.

Хром, кроме указанного вли прочность стали, способствует чеиию высокого уровня ее треш

Плав ка е

С SI тойчивости за счет повышения высокотемпературной прочности.

Кальций в пределах 0,01-0,3Х приводит к очищению границ зерен и изменению их энергетического состояния. Кроме того, кальций предохраняет металл от говторного окисления.

Иттрий в пределах 0,005-0,3Х способствует равномерному распределеtp нию неметаллических включений в теле и по границам зерна.

В результате применения циркония в пределах 0,005-.0,3% улучшается макроструктура отливки за счет уменьшения неоднородности по ее сечению, иэмельчается литое зерно и уменьшается склонность стали к хрупкому разрушению.

Магний является поверхностно-активным элементом. Частицы магния, находясь в парообразном состоянии, при температуре кристаллизации стали обладают минимальным значением поверхностной энергии и адсорбируются

0,4 0,35 0,35 0,20 0,20

1164306

Механические свойства

Трещино-: устойчи« ан, вость

Дж/м

Са И Cu Fe,,ИНа Се, MIa 8, Х! 490 1760

1500, 1775

1490 1765

600 450

8,8 39,0

9,2 42,0

640

630

9,0 36,0

0 35

Осталь1480 1760

1490 - 1765

1480 1760

8,7 39,0 ° ное

620 440

9,0 37,0

8,7 42,0

640

600

1490

1765

9,0 37,0

9,1 40,0

8,7 42,0

630 440

640

1495

I 770

1480

1760

630 на поверхности раздела расплав— кристалл, образуя сплошную мономолекулярную пленку, тормозящую развитие кристаллитов. В результате этого в стали происходит образование мелкоглобулярной структуры.

Кроме того, магний в количестве до

0,3Х изменяет состав, форму и характер расположения неметаллических включений и тем самым способствует повышению трещиноустойчивости.

Механические свойства определяли на образцах, вырезанных из пробных брусков, согласно ГОСТ 977-75.

После термической обработки по режиму: нормализация при 920 С, зао калка с 880 С охлаждение на воэдуо о хе отпуск при 200 С, образцы из известной стали подвергали термообработке по режиму: нормализация при

950 С, отпуск при 650 С, закалка с о о о

950 С, охлаждение в масло, отпуск при 280 С.

0,35 — — Остальное

0,35 Остальное

Химические составы и свойства предлагаемой и известной сталей приведены в таблице, где плавки 1-3 и 13-15 t;òíîñÿòñÿ к предлагаемой стали с запредельными содержаниями легирующ .х компонентов, плавки 4-12предлагаемая сталь, плавка 16 — известная сталь.

Сочетание высоких механических

10 свойств с высокой трещиноустойчивостью предлагаемой стали позволяет использовать ее в изделиях новой техники при изготовлении тяжелонагруженных деталей сложной конфигурации, работающих в условиях повышеных динамических нагрузок.

Применение предлагаемой стали позволит снизить вес отливок в 1,2l,3 раза за счет повышения относи- . тельного сужения при сохранении высокого уровня прочности, относительного удлинения и ударной вязкости и снизить брак по горячим трещинам с

30Х до 57, 1164306

ПпавСг Мл

Zn Y

Мо

rl

4 0,30 3,0 10,0 6,0 0,30 0,30 0,30 0,30

6 005 07

7 030 30

0,005

0,05 0,01.50 20 005

9 005 07

10 0,30 3,0 10,0 6,0 0,30 0,30 0,30 0,15 0,15

5 0,175 1,8

8 0,175 1,8

Содвраание элементов. мас.X

7,5 4,0 0)18 0,18 0,15 0,153

5,0 2,0 0,05 0,05 0,01 0,005

10,0 6,0 0,30 0,30 0,30

7,5 4,0 0,18 0,18 0,14

0,30

0,153

)!64306

Продолжение таблицы ещнно тойчнМеханические свойства стъ мь,кДк/м

Са Al Cu Fe,,ИПа С, МПа 6, Й

870 700

1470

) 740 11, l 500

1735 11,3 51,0

880

) 475

890

1750 11,2 50,5

1480

Осталь0,15

)415 1700 13,2 52,5 990 650

1420 1675 13,0 53,0 1000 ное

l2,9 52,0 1050!

420 1680

1370 1660

0,01

Осталь15,5 54, 5 1110

15,0 58,0 1130

600 ное

1670

1380

56 5 1120

)5,3

1655

1380

Остальное 1465

0,30

870 700

11,8 50,5

l1,3 . 51,0

ll 2 50,0

1735

1475

1740

880

1740

)475

1410

1050 650

) 685

1030

1690

1400

1700

0,01 Остальное )375

1040

1660

l l 30 600

1130

1380 1675

1385

1110

1650

880 700

1480 )750 l),3 50,0

1470 1740 11,2 50,5

1470 )735 11,1 51,0

870

870

0,30 — — Остальное

0,)5 Остальное

0,30 — — Остальное

13,3 52,5

13,2 52,5

12,9 53,0

15,5 56,0

l5,0 58,0

14,9 57 0

1164306

Плав" ка

Cr Mn

Мо

Мо

Zn У

7,5 4,0. 0,18 0,18 0,15 0,077 0,007

0,175 1,8

5,0 2,0 0,05 0,05 0,01 0,0025 0,0025

12 0,05 7,0

13. О, 002 0,6

0,003

l4 0,002 0,6

0,002 0,6

4 5 1 5 О 02 О 025 О 005 О 001 О 002

16

А

01010 а

0,35 3,0

30 30 01

6,0 6,0 1,0

Содержание элементов. мас.7

4,5 1,4 О,О2 0,025 0,005 0,003

45 1,5 002 0025 0005

По крайней мере один элемент из группы

-О 05

А

О, 100

12

Продолжение таолицы

1164306

Механические .свойства

Са А1 Cu Fe,&la о, МПа о, Х

ozi ан. г, кДж/м

1415 1675 13,0 52,5 1000 650

990

990

15 0 56 0 !100 600

15,4 58,0 1110

15,2 57,5 1120

1670

1390

1655

1380

1665

1375

9,6 40,0

1470

1240

9,8 41,0! 450

1260

450

9,7 38,0

1265

1460

0,005Осталь1245

1465

480 600 ное

1460

1270

470

1260

1450

450

1260

1450

450 600

1465

1245

480

1460

1280

480

9,8- 24,0- 680- 450

-14,9 -40,2 -980

0 002 Осталь- 13300,020 ное -1450

1530-1700

0,15 Остальное

0,01 Остальное

0,005 — — Остальное

0,005— Остальное

По крайней мере один элемент из группы

-О 05 .2

О, 100

1415 1695 13,0 53,5

1420 1700 13,2 54,0

9,5 42,0

9,7 40,0

9,8 42,0

9,8 40,0

9,5 42,0

9>7 42э0

Трещиноустойчивость

480 580

460 580