Сталь

 

СОЮЗ СожТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1д1 4 С 22 С 38/48

13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ1 (2 1) 3874584/22-02 (22) 25. 03.85 (46) 23 ° 08.86. Бюл. У 31 (71) Производственное объединение

"Уралмаш" (72) В.-К.Фарафонов, Л.Ф.Тарасов, В.Н.Захаров, Г.Х.Бойко и Л.К.Кокорин (53) 669,14.018.52.6-194(088.8) (56) Патент ФРГ У 26 18305, кл. С 22 С 38/4G, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Р 954492, кл. С 22 С 38/48, 1982.. (54) (57) СТАЛЬ, содержащая углерод, - кремний, марганец, хром, никель, ванадий, ниобий, железо, о т л и—

„BU,», 252383 А1 ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения себестоимости стали при сохранении уровня сопротивления ползучести и прочностных свойств при тем".ературах до 650 С, она дополнительно содержит кальций при сЛедующем соотношении компонентов, мас.7:

Углерод О, 10-0, 18

Кремний 0,20-0,80

Марганец О, 40-1, 00

Хром 10,5-12,5

Никель 0,20-0,80

Ванадий О, 10-0, 18

Ниобий 0,04-0,25

Кальций О, 001-0, 05

Железо Остальное

1252383

Таблица 1

Содержание компонентов в стали, мас. %

Г

Компоне нты

0,14

0,18

О, 10

Углерод

0,80

0,55

0,20

Кремний

1,00

0,70

0,40

Иарганец

12,5

11,40

10,6

Хром

0,80

0,50

0,20

Никель

Изобретение относится к металлургии, в частности к сталям„ предназначенным для иэготовле:сия литых деталей, работающих при повышенных температурах под нагрузкой в услови- 5 ях теплосмен.

Цель изобретения — снижение се2естоимости стали при сохранении уровня сопротивления ползучести и прочностных свойств при температурах до 650 С.

Оптимальное содержание ванадия в стали составляет 0,10-0,18 мас. 7, ниобия 0,04-0,25 мас. Е, кальция

0,001-0,05 мас. ".. Сталь может содержать примеси: сера до 0,035 масЯ фосфор до 0,035 мас. 7.

При содержании ванадия, ниобия и кальция соответственно менее 0,10, 0,04 и 0,001 мас. 7 при нормализации от повышенных температур (1150 С) отсутствует эффект измельчения зерна и упрочнения стали при отпуске за счет вьделения избыточных фаз, что обеспечивает получение высоких прочностных свойств и высокого сопротивления ползучести при хорошей пластичности, При содержании ванадия, ниобия и кальция соответственно более О, 18, 0 25 и 0 05 мас. 7 сталь приобретает повышенную склонность к охрупчиванию при длительных,,тепловых выдержках, что отрицательно влияет на долговечность деталей, работающих в условиях теплосмен. 35

Химический состав примеров предлагаемой стали приведен в табл. 1.

Изучение свойств проводят на образцах в литом состоянии после нормализации от 1150 С и отпуска при 40

700 С.

В табл. 2 приведены механические свойства известной и предлагаемой стали при комнатной и повышенных температурах, в табл. 3 — сопротивление полэучести известной и предлагаемой стали, в табл, 4 — механические свойства известной и предлагаемой стали после 500-часовой вьдержки в интервале теплового охрупчивания.

Предлагаемая сталь обладает высоким уровнем прочностных свойств и сопротивления ползучести при повышенных температурах и по этим характеристикам не уступает известной стали °

Предлагаемая сталь мало склонна к охрупчиванию при длительных тепловых вьдержках. После 500-часовой вьдержки в интервале теплового охрупчивания (550-650 С) значения ударной вязкости сохраняются на достаточно высоком, для стали в литом состоянии, уровне. Кроме того, предлагаемая сталь обладает высокими литейными свойствами, не склонна к образованию горячих трещин и позволяет получать качественные отливки для работы при повышенных температурах под нагрузкой в условиях теплосмен.

Хорошая прокаливаемость стали позволяет проводить качественную термообработку литых деталей в условиях крупнотоннажных садок при массовом производстве деталей, Использование предлагаемой стали позволит обеспечить высокую эксплуатационную стойкость литых деталей конвейерных тележек обжиговых машин и другого оборудования и сократит расход дефицитных металлов (молибдена).

1252383

Продолжение табл.1

Компоненты

0,14

О, 18

0,10

Ванадий

Ниобий

0,25

0,13

0,04

0 05

О, 020

Остальное

0,001

Остальное

Кальций

Остальное

Железо

Таблица 2

Ст аль

КСЧ х 10

Дж/м

Предлагаемая

51,0

17,2

7,5

43,2

15,4

6,5

14,3

48,7

6,0 1 2,4

38,6

5,5

34,7

11,9

5,6

50,8

16,3

Известная

51,6

6,2

17,2

7,0

41,0

14,2

36,2

5,5

11,6

730 898 15,2 5,2

Температура испытания 500 C

Предлагаемая

574 647

562 632

50,2

14,1

13,4

58,4

13,8

12,8

703 914

714 905

724 908

719 921

731 924

712 905

725 900

705 908

720 913

Содержание компонентов в стали, мас. Ж

Иекан ;вские свойства

Температура испытания 20 С

1252383

Механические cBQAcTRB

Сталь о бь

ИПа МПа

КСЧ х 1О, Дж)мз

10,2

49,4

12,8

11,5

54,5

16,2

12,5

10,5

13,2

Известная

10,0

10,5

9,3 о

Температура испытания 550 С

Предлагаемая

60,2

9,6

17,5

10,5

8,9

11,2

49,2

9,5

14,1

13,8 54, 3

8,7

61,3

9,0

18,6

Известная

48,4

10,2

15,0

52,6

8,7

14,0

54,3

15,6

9,5

Температура испытания 600 С

Предлагаемая

488

492 509

68,4

f5,Ь

7,9

14,3

70,3

9,5

548 629

582 652

553 642

567 668

544 625

565 647

563 616

586 658

548 593

554 601

554 584

570 592

563 585

551 593

550 582

563 595

554 595

560 593

15,4 51,8

14,3 52,3

16,3 59,1

13,3 51,8

14,3 45,5

18,3 52,0

14,8 59,4

15,6 48,3

17, 1 55,2

flpoll,îëæåнше табл. Р

1252383

Сталь бь

MIIa

-з

nK/м2

12,8

483 512

486 524

71,2

8,3

67,8

19,2

8,9

498

69,1

533

8,5

17,0

485

9,0

512

13,8

73,3

16,2

70,2

9,5

Известная

73,0

8,7

11,0

9,0

66,6

15,0

75,0

16,0

8,7

Предлагаемая

16,1

71,2

9,5

74,3

10,2

17,3

15,4

69,9

8,5

352 387

378 406

70,2

9,0

19,3

71,3

14,8

8,7

9,3

70,2

13,2

70,8

9,7

15,3

Известная

77,0

10,5

18,0

8,7

8I,2

20,0

70,4

11,2

480 511

482 505

490 511

498 524

341 367

384 402

382 404

391 413

348 368

396 407

358 368

392 403

Продолжение табл. 2

Механические свойства

Температура испытания 650 С

1252383

Та блица 3

Скорость ползучести на установившейся стадии гри 600 С, X/ч

Сталь — 177 МПа 6 = 197 МПа

Предлагаемая

Извес-ная

Таблица 4

Механические свойства

Сталь!

8а,г,МПа !, МПа ! б

Температура вьдержки 550 С

Предлагаемая

3,5

12,3

984

841

4,7

24,5

10,0

1016

863

43,8

4,5

14,0

1021

853

29,6

4,0

13,5

1026

37,5

11,0

1028

873

2,9

0,0026

0,0024

0,0020

О, 0018

О, 0030

0,0027

0,0017

0,0021

0,0026

0 0025

0,0028

О, 0031

0,0059

О, 0065

О, 0040

О, 0038

0,0096

0,0085

0,0035

0,0040

0,0069

0,0061

0,0089

0,0095

1252383!

Продолжение табл. 4

Механические свойства

Сталь

864

1021

42,0

14,0

3,4

Известная

820

954

22,9

12,0

4,0

820

974

46,0

16,0

4,0

974

820

16 0

46,0

4,0

850

1000

10,0

26,4

4,0

874

1010

14,8

45,8

4,2

834

1012

15,2

38,8

3,7

872

1024

12,0

35,8

2,5

Температура выдержки 650 С

Предлагаемая

684

852

13,0

40,1

5,1

645

820

12,4

26,3

6,2

694

873

11,0

27,3

3,5

643

814

15,0

40,1

5,7

707

894

30,4

14,0

3,4

655

823

12,1

28,4

4,8

Известная

715

885

12,0

47,0

810

635

11,2

28,3

3,5

670

52,5

835

8,0

3,2

625

805

11,2

34,4

6,2

540

770

13,2

29,2

4,0

710

878

11,2

42,0

5,2

Подписное

6,, МПа

ВНИИПИ Заказ 4591/29 Тираж 567

Произв.-полигр. rip-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

KCV x 10

Дж/