Сталь

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к высокопрочным свариваемым конструкционным сталям, используемым в машиностроении и тяжелонагруженных конструкциях , и может быть предназначена для изготовления тяжелонагруженньк рабочих колес компрессоров различного назначения и нагнетателей природного, газа, а также для производства отливок и крупных поковок. Цель изобретения - повышение механических свойств и коррозионной стойкости под напряжением . Лля этого сталь дополнительно содержит титан, тантал, калыщй и редкоземельные металлы. Сталь имеет следующий химический состав, мае. %: углерод 0,06-0,24, марганец 0,60- 2,30, кремний 0,12-0,60, хром 0,60- 2,30, никель 0,10-1,60, молибден 0,20-0,50, бор 0,001-0,004, 0,01-0,12, ниобий 0,005-0,10, ванадий 0,05-0,15, медь 0,10-0,80, азот 0,005-0,020, титан 0,01-0,06, тантал 0,001-0,010, кальций 0,001-0,010, редкоземельные металлы 0,005-0,050, железо остальное. При этом суммарное содержание алюминия, кальдая и редкоземельных металлов составляет 0,016- 0,18 мас.%, а отношение суммарного содержания ванадия, ниобия, титана и тантала к суммарному содержанию углерода и азота составляет 0,25- 0,49. 2 з.п.ф-лы, 2 табл. (Л У

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

П9) 01) rsg 4 С 22 С 38/54 38/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4290482/31-02 (22) 27.07.87 (46) 07.02 .89 » Бюл. Р 5 (71) Институт проблем литья

АН УССР и Производственное объединение "Невский завод" им.В.И.Ленина (72) Ю.Я . Скок, Е.л. Таранов, В.М. Щеглов, 3.Л. Козлова, В.И. Сафонов, А.Г. Ковалев, А.Е. Гобеджишвили, А.А. Бречко, П.M. Либман, В.Н. Токарев и В.В. Сухарев (53) 669. 15-194.(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1059022» KII С 22 С 38/48, 1980 °

Авторское свидетельство СССР

Р t258869» кл. С 22 С 38/54, 1983. (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к высокопрочным свариваемым конструкционным сталям, используемым в машиностро- . ении и тяжелонагруженных конструкциях, и может быть предназначена для изготовления тяжелонагруженных рабочих колес компрессоров различного на1 . Изобретение относится к металлургии, в частности к высокопроиным свариваемым конструкционным сталям, используемым в машиностроении и тяжелонагруженных конструкциях, для изготовления рабочих колес компрессоров различного назначения и нагнетателей природного газа, а также может быть использовано для производства отливок и крупных поковок. значения и нагнетателей природного. газа, а также для производства отливок и крупных поковок. Цель изобретения - повышение механических свойств и коррозионной стойкости под напряжением. Для этого сталь дополнительно содержит титан, тантал, кальций и редкоземельные металлы. Сталь имеет следункций химический состав, мас.X: углерод 0,06-0»24, марганец 0,602,30, кремний 0,12-0,60, хром 0,602,30, никель 0,10-1,60, молибден

0,20-0,50, бор 0,001-0,004, алнжиний

0,01-0,12, ниобий 0,005-0,10, ванадий 0,05-0, 15, медь 0,10-0,80, азот

0,005-0,020, титан 0,01-0,06, тантал

0,001-0,010, кальций 0,001-0,010, редкоземельные металлы 0,005-0,050, железо остальное, При этом суммарное содержание алюминия, кальция и ред коземельных металлов составляет 0,0160,18 мас.Х, а отношение суммарного содержания ванадия, ниобия, титана и тантала к суммарному содержанию углерода и азота составляет 0,250,49. 2 s.ï.A-лы, 2 табл.

Цель изобретения — повышение механических свойств и коррозионной стойкости под напряжением.

Предлагаемая сталь дополнительно содеряжт сильные карбидо- и нитридообразуюшие элементы, с помощью которых после термоулучшения реализуется эффективный механизм карбонитридного упрочнения и достигается существенное повышение прочности стали. Ввез 145 дение в состав стали химически активных элементов кальция и редкоземельных элементов благоприятно изменяет неметаллическую Лазу, повышает пластичность и ударную вязкость, очищает и упрочняет границы зерен. 3а счет конкурентной поверхностной активности по отношению к сере они предотвращают межзеренное разрушение при .коррозии в сероводородных средах под напряжением. Все это реализуется при определенном суммарном содержании алюминия, кальция и РЗМ и определенном соотношении суммы ванадия, ниобия, титана и тантала и суммы углерода и азота.

H p и м е р. В индукционной печи

ИСТ006 было выплавлено 5 составов предпагаемой стали и известная сталь.

Химический состав сталей приведен в табл. 1. Плавки разливали в слитки массой по 25 кг. Из слитков вырезали продольные темплеты для исследования макроструктуры и заготовки образцов для определения механических свойств и коррозии под напряжени" ем. Коррозию под напряжением определяли в часах на 5-кратных образцах ф б мм в насыщенном водном растворе сероводорода, являющегося составной частью природного и конверторного газов. Напряжения составляли 100,95 и 90 от предела текучести.

Изучение макроструктуры показало, что слитки предлагаемой и известной стали имели плотную и примерно равноценную макроструктуру.

Заготовки образцов на механические свойства и коррозионную стой-, кость проходили гомогенизацию при

1150 С в течение 5 ч, нормализацию при 950 С 1 ч, закалку в воде с о

930 С после выдержки 1 ч и отпуск при 630 С в течение 5 ч.

Результаты испытаний механических свойств и коррозионной стойкости приведены в табл. 2.

Сравнительное изучение свойств стали показало, что дополнительное введение в состав стали титана, тантала, кальция и РЗМ и при аналогичной термической обработке повышает на 30-190 Н/мм2 прочность при близ6482

4 кой или более высокой, пластичности, ударная вязкость при комнатной температуре увеличивается на 25-50 о оу а при 50 C - на 40-60 . Коррозионная

5 стойкость под напряжением в 2,5-3 раза больше, чем эта же характеристика для известной стали. Это объясняется уменьшением сегрегации вредных примесей на границах и упрочнением границ зерен.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель,молибден, бор, алюминий, ниобий, ванадий, медь, азот и железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механическйх свойств и коррозионной стойкости под напряжением, дополнительно содержит титан, тантал, кальций и редкоземельные металлы при следующем соотноше25 нии компонентов,, Мас. :

Углерод 0,06-0,24

Марганец 0,60-2,30

Кремний О, 12-0,60

Хром 0,60-2,30 дп Никель О, 10-1,60

Молибден 0,20-0,50

Бор О, 001-0, 004

Алюминий О, 01-0, 12

Ниобий 0,005-0, 100

Ванадий 0,05-0, 15

Медь О, 10-0,80

Азот 0,005-0,020

Титан О, 01-0, 06

Тантал О, 001-0, 010

Кальций 0,001-0,010

Редкоземельные металлы 0,005-0,050

Железо Остальное

2. Сталь по п. 1, о т л и ч а ю45 щ а я с я тем, что суммарное содержание алюминия, кальция и редкоземельных металлов составляет 0,0160 18 мас.%.

3. Сталь по п. 1, о т л и ч а ю50 щ а H c H тем, что отношение суммарного содержанчя ванадия, ниобия, титана и тантала к суммарному содержанию углерода и азота составляет

0,25-4,9. 5

»

1 I - 3

Vl о

Ю л ь о о о о

Ю о о о л о ь

О л ь о о л о ЧО

Ю ь

Ю

Ю л

Ю л

CV

D о

СЧ

D о О

Ф» ь

СЧ

Ch л

D о

ОO л ь а л ь

4"Ъ л

МЪ

ОЪ ь

A ь

Ch о л

D л о л о

3 о л о.

CO

Ф Ъ

Ю л .D о л о л о

A о

CV

D о о

СЧ ь

O о,8 ь л ь о

ОЪ л о о

CV л ь

ОО л о

<Ъ л ь о л ь Ю л о ГЪ л

СЧ о О л о л О л сч . л

Ю О

О"

ОО

ГЧ л

CV л ь с Ъ л о о О л о о

6 Ъ л

СЧ

CO л о

МЪ л ь

<Ч л о л ь

С7 о л

1456482

3

g e

I I

1456482

Таблица 2 !

6, х

KcU ° иди/ме

6т, и/ми

+20 С -50

100 95 . 90

18,5 58 1, 38 0 88 1810 2100 Н.р.

2Э 61 1,66 0,98 1980 2240 Н.р.

875

925

21 62 1 ° 58 0,87 1850 2030 Hp.

950

Иэвеотнаа

6 920 815 16 53 1, 10 . 0,63 683 690 1500

1I р и и е ч а и и е. Н.р. " обраэец ке рааруиаетсл еа 2400 ч.

Составитель С. Деркачева

Редактор Л. Зайцева Техред Л,Олийнык Корректор Л. Патай

Заказ 7521/23

Тираж 576

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Преилага" емаа

950

2 985

3 . 1120 оррозионяал стойкость, ч и иапрлиеиии, 2 от(У