Сталь

 

СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, титан, медь, алюминий , кальций, и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения структурной стабильности и стойкости к тепловому охрупчиванию, она дополнительно содержит сурьму и олово при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,03-0,11 Углерод 0,1-0,09 Кремний 0,2-0,5 Марганец 0,25-0,75 Хром 5,90-6,45 Никель 0,2-0,8 Молибден 0,03-0,12 Ванадий 0,001-0,05 Титан, 0,01-0,15 Медь (Л 0,01-0,05 Алюминий 0,001-0,06 Кальций 0,0003-0,01 Сурьма 0,0003-0,01 Олово Остальное Железо при этом суммарное содержание хрома и молибдена от 0,45 до 13,35 - 2 Ni. 4 4 СО СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()4 С 22 С 38/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3700620/22-02 (22) 09.02.84 (46) 23.08.85, Бюл. Ф 31 (72) И.А.Борисов, Г.С.Карк, Е.В.Слезкина, В.С.Дуб, Э.Ю.Колпишон, Г.А.Шутков, Е.Ф.Зорькин, А.М.Шкатова, Г,Н.Смирнов и Г.А.Загородная (71) Научно-производственное обьединение по технологии машиностроения "ЦНИИТМАШ" (53) 669.15-194(088.8) (56) Борисов И.А., Слезкина Е.В.

Перспективные стали для роторов турбогенераторов. — Технология, организация производства и управления НИИЭИНФОРМЭНЕРГОМАШ, 198 1, У 6, 81-02, с. 7.

Авторское свидетельство СССР

N 603690, кл. С 22 С 32/50, 1976. (54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, титан, медь, алю„„SU„„1174493 миний, кальций, и железо, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения структурной стабильности и стойкости к тепловому охрупчиванию, она дополнительно содержит сурьму и олово при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Молибден

Ванадий

Титан

Медь

Алюминий

Кальций

Сурьма

Олово

Железо при этом суммарное содержание хрома и молибдена от 0,45 до 3, 35 — 2 Ni.

1174493

S5

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составам сталей, используемых для изготовления цельнокованых деталей диаметром

900-1000 мм, например валов возбудителей роторов турбогенераторов.

Цель изобретения — повьппение структурной стабильности и стойкости стали к тепловому охрупчиванию.

На чертеже изображены области допустимых концентраций никеля и суммарного содержания молибдена и хрома.

Пониженное содержание кремния, хрома, никеля и меди, дополнительное содержание в стали сурьмы и олова и выполнение соотношения, в котором сумма концентраций хрома и молибдена лежит в пределах 0,45- (13,35-2Ni) позволяет повысить структурную стабильность и стойкость стали к тепловому охрупчиванию.

Содержание в стали сурьмы в количестве 0,0003-0,01 мас.% и олова в количестве 0,0003-0,01 мас.% ослабляет сегрегацию примесных атомов фосфора на большеугловых границах мартенситных пакетов и вследствие этого снижает склоиность к тепловому охрупчиванию.стали, претерпевающей деформационно-стимулированное превращение остаточного аустенита, что позволяет повысить экспЛуатационную стойко ть изделий из этой стали.

При содержании сурьмы и олова ниже укаэанных пределов эффект ослабления сегрегации примесных атомов фосфора на большеугловых границах не достигается, а при концентрациях сурьмы и олова выше указанных пределов развивается сегрегация этих элементов 40 на большеугловых границах, что приводит к тепловому охрупчиванию стали, Пониженное содержание в стали никеля и хрома снижает количество нестабильного остаточного аустенита, 45 повышает температуру начала мартенситного превращения и способствует повышению структурной стабильности

""òàëè в условиях воздействия упругой и микропластической деформации, что 50 ведет к возрастанию эксплуатационной . стойкости деталей. При концентрациях никеля и хрома ниже указанных пределов не обеспечивается требуемый для валов диаметром 900-1000 мм уровень 55 прочностных свойств, а при концентрациях никеля и хрома выше указанных пределов резко повышается количество нестабильного остаточного аустенита. в стали, претерпевающий в условиях эксплуатации, превращения, которые приводят к нежелательным изменениям структуры, механических и магнитных свойств детали.

В предлагаемой стали суммарное. содержание хрома и молибдена зависит от концентрации никеля и связано указанным соотношением.. Последнее обеспечивает получение остаточного аустенита в пределах, при которых обеспечивается структурная стабильность стали.

При содержании никеля в стали на верхнем пределе (6,45 мас.%) суммарное содержание хрома и молибдена составляет 0,45 мас.%, что соответствует содержанию хрома и молибдена на нижних пределах, При понижении содержания никеля верхние пределы допустимых концентраций хрома и молибдена расширяются. При содержании никеля на нижнем пределе (5,9 мас.%) суммарное содержание хрома и молибдена может находиться в пределах

0,45-1,55 мас.%. При суммарном содержании хрома и молибдена в стали вьппе величин, обусловленных соотношением, концентрация нестабильного остаточного аустенита в стали повышается и структурная нестабильность стали становится недопустимой.

Более низкое содержание кремния и меди снижает склонность стали к тепловому охрупчиванию в условиях превращения нестабильного аустенита в мартенсит и связанного с этим образованием новых большеугловых границ мартенситных пакетов. При концентрациях кремния и меди вьш е указанных пределов сегрегация этих элементов на большеугловых границах приводит к недопустимому тепловому охрупчиванию стали. При содержании кремния ниже 0,01 мас.% не достигается достаточно полное удаление кислорода при выплавке стали, что снижает ее пластичность и эксплуатационную стойкость.

При содержании меди ниже 0,01 мас.% не достигается получения глобулярной формы неметаллических сернистых включений, образующихся вокруг дисперсных частиц, содержащих медь, например, силицидов меди, что приводит к анизотропии характеристик сопротивления стали пластической деформации и, следовательно, в условиях деформационно

1174493 4 ковки заготовок при термической обработке: отжиг при 950 С, нормалио зация при 890 С, отпуск при 620 С. о о

Содержание компонентов, мас.%

Состав стали

С Ы Мп Ni Cr Мо Ч

Предлагаемая

1 0,03,9 0,75

0,8 0,03 0,001

0,2

0i01

0,07 0,34 6,15 0,50 0,50 0,05 - 0,03

2 0,06

3 0,11

645 025 02 012 005

0,5

0,09

4 002 0005 012 562 019 016 001 00008

О, 10 0,58

6,54 0,82 0,84 О, 15 0,07

5 0,14

Известная

О 2- 6 5- О 8- О 2- О 05- О 010,5 7,5 1, 1 0,3 0,3 0,05

0,20,4

О, 050,1

Продолжение табл.1

Содержание компонентов, мас.X

Состав стали

Т

Си А1 Са Sb, Бп I13 35-2Ni Fe

Предлагаемая

0 01 0,001 0,0003 0,0003 1 55 Остальное

0,01

0,04 0,005 0,002 1,05

0,02

0,1

0,06 О, 01 0,01

0,45

0,15 0,05

О, 008 О, 008 О, 0009 0,0002 0,0001

2,11

0,07

0 013 0 016 0,27

0,19 0,08

Известная

0,0010,06

0,010 05

0,30,9 стимулированного превращения остаточного аустенита — к усилению . структурной нестабильности и снижению эксплуатационной стойкости.

Химический состав стали, выплавленной в 500 кг печи, представлен в табл. 1.

В табл. 2 представлены результаты испытаний образцов сталей, после

Применение предлагаемой стали для изготовления валов возбудителей диаметром 900-1000 мм повышает эксплуатационную стойкость иэделия не менее чем на 10Х.

Т а б л и ц а 1

1174493

Таблица2 о

Механические свойства при 20 С

Количество остаСостав стали точного аустенита, Ж o,гэ

МПа

5»

Ж 9

ИПа

7,„ >О

810 18 64

840 20 67

710

780 19 66

800 22 68

760

820 20 62

850 21 65

12

660 20 68

670 26 69 .

590

10.

880 15 58

910 17 61

830

Иэвест750 840 18 60

800 900 20 65

17

60 ная

П р и м е ч а н и е. В числителе указаны минимальные, а в знаменателе максимальные значения свойств.

Предлагаемая !

Повышение Т при тепловом охрупчивании (стандарт. отуп. охл-ние). С о

1174493

0,2

44 Ni, ìîñ. /.

&+М мж. /

Составитель В.Муравьев

Редактор Н.Бобкова Техред Т.Фанта Корректор А.Зимокосов

Заказ 5144/28 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб. ° д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4