Мартенситностареющая сталь

 

МАРТЕНСИТНОСТАРЕКЙЦАЯСТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, вольфрам , железо, отличающаяt я тем, что, с целью повьшения прочности при сохранении пластичности , она дополнительно содержит кобальт , церий и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: - Углерод0,005-0,03 Марганец7,0-12,0 Вольфрам5,0-15,0 Кобальт2,0-10,0 Церий0,005-0,1 Алюминий0,1-1,0 ЖелезоОстальное с S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (д),С 22 С 38/12

:«!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3780427/22-02 (22) 15.08.84 (46) 07,12.85. Бюл. ¹ 45 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им, И.П.Бардина (72) В. B.Русаненко, М.Д.Перкас и О.П.Жуков (53) 669. 14.018. 821-194 (088, 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 564355, кл. С 22 С 38/12, 1976.

Бирман С.Р, Экономнолегированные мартенситностареющие стали. M. Металлургия, 1974, с. 8. (54) (57) МАРТЕНСИТНОСТАРЕИ)ЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, вольфрам, железо, о т л и ч а ю щ а яя тем, что, с целью новьппения прочности при сохранении пластичности, она дополнительно содержит кобальт, церий и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Углерод 0,005-0,03

Марганец 7,0-12,0

Вольфрам 5,0-15,0

Кобальт 2,0-10,0

Церий 0,005-0,1

Алюминий О, 1-1,0

Железо Остальное

1196408

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к высокопрочным мартенситностареющим сталям, Цель изобретения — повышение прочности стали при сохранении пластичности.

Влияние легирующих элементов на свойства стали заключается в следующем. Марганец позволяет получить мартенситную структуру при охлаждении на воздухе из области -фазы, Вольфрам обеспечивает упрочнение стали при старении мартенсита. Кобальт способствует образованию порядка между атомами Fe и Со и уменьшает растворимость вольфрама в с — твердом растворе, что приводит к повышению прочности при старении сплава. Церий способствует рафинированию стали и повышает пластические свойства. Алюминий повышает прочностные свойства стали в состаренном состоянии, В предлагаемой стали кобальт, церий и алюминий вводятся для повышения прочности стали. Пределы содержания легирующих элементов определяются характером их влияния на структуру и свойства стали.

Марганец вводится в сталь для лов лучения структуры безуглеродистого мартенсита, имеющего высокую прочность и пластичность, Уменьшение содержания марганца менее 7 мас.X приводит к образованию мартенситной структуры с невысокой прочностью после старения ° При концентрации марганца более 12 мас.X прочность сплава снижается вследствие формирования в структуре данной стали стабилизированного аустенита.

Вольфрам способствует упрочнению стали при старении мартенсита вследствие вьделения интерметаллидной фазы. Уменьшение содержания вольфрама менее 5 мас,X слабо упрочняет сталь.

Увеличение содержания вольфрама более 15 мас.X приводит к снижению пластичности вследствие появления в аустените избыточной интерметаллидной. фазы, Кобальт вводится в сталь для уменьшения растворимости вольфрама в -твердом растворе, что способ5

50 ствует повышению прочности при старении мартенсита. Кобальт также приводит к установлению ближнего поряд% ка между атомами железа и кобальта.

Уменьшение содержания кобальта менее 2,0 мас,7. не оказывает влияния на упрочнение, Увеличение содержания кобальта более 10 мас.7. приводит к снижению пластичности стали вследствие образования в структуре дальнего порядка между атомами железа и кобальта.

Церий вводится в сталь как рафинирующая добавка, измельчающая зерно и повышающая тем самым пластические свойства стали ° Введение церия в количестве более 0,1 мас. приводит к снижению пластичности из- за вьделения его по границам зерна.

В количестве менее 0,005 мас.X церий рафинирующего влияния на сталь не оказывает.

Алюминий повышает уровень прочности стали при старении мартенсита вследствие выделения более дисперсной интерметаллидной фазы.Уменьшение содержания алюминия менее

0,1 мас.7 не оказывает влияния на прочность. Увеличение содержания алюминия более 1,0 мас.X снижает пластические свойства вследствие вьделения избыточной интерметаллидной фазы по границам зерен.

Содержание углерода от 0,005 мас.7 определяется его наличием в технически чистых шихтовых материалах, применяемых при выплавке. Увеличение содержания углерода более

0,03 мас,Е ведет к снижению пластичности вследствие образования карбидов.

Составы сталей приведены в табл.1 .

В табл. 2 приведены механические свойства исследованных сталей при комнатной температуре (режим термообработки: ковка + старение при

550 С, 2 ч).

Использование предлагаемой стали, имеющей более высокую прочность, позволяет существенио снизить расход металла для изготовления изделий, что приводит к снижению веса конструкций и уменьшению расхода легирующих элементов.

1196408

Таблица 1

Содержание компонентов, м,"с,X

Состав

С . Ип 4t Мо Si Ti Al Ce Co Fe

17i0 0,4 2,2 1,7

0,6

Таблица 2 ei к гс /мм О,2 кгс /ммг

Состав

185

194

189

198

191

201

4 (известный) 112

120

Составитель В.Брострем

Техред М. Надь- Корректор E.Ñèðîõìàí

Редактор Н,Яцола

Заказ 7531/25 Тираж 582

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Под пис но е

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

1 0,005

2 0,02

3 0,03

4 (извест-, ный) 0,03

10,2 11,9

12,0 5,0

7,0 15,0

0,7

0,1

1,0

0,005 2,0 Остальное

О,1 10 О -™0,02 6,2