Низколегированная литейная сталь

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к низколегированной литейной стали с повышенными физико-механическими свойствами, используемой для изготовления ответственных отливок в различных отраслях промышленности, в том числе в отраслях, связанных с добычей и переработкой нефти и газа, где литые изделия работают в средах, вызывающих коррозионное растрескивание, в том числе сероводородных, и в морской воде. Технический эффект изобретения - обеспечение однородности свойств по толщине стенки отливки и снижения склонности к образованию горячих трещин в толстых сечениях. Сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,11-0,13, марганец 0,9-1,4, кремний 0,17-0,37, хром 0,8-2,5, окислы РЗМ 0,1-0,5, молибден 0,1-0,8, никель 0,2-0,6, ванадий 0,03-0,14, ниобий 0,01-0,06, железо - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к низколегированным литейным сталям с повышенными физико-механическими свойствами, используемым для изготовления ответственных отливок в различных отраслях промышленности, в том числе отраслях, связанных с добычей и переработкой нефти и газа, где литые изделия работают в средах, вызывающих коррозионное растрескивание, в том числе сероводородных, и в морской воде.

Известна низколегированная сталь (патент Великобритании N 1558731, кл. С7А, опубл. 1978 г.) следующего состава, мас.

Углерод 0,05 0,2 Кремний 0,01 0,5 Марганец 0,6 2,0 Алюминий 0,01 0,1 Сера не более 0,002 РЗМ 0,08 0,03 Медь 0,2 0,6 Никель 0,1 0,6 Хром Менее 0,8 Бор 0,0005 0,005
Молибден 0,1 0,8
Ниобий 0,01 0,15
Ванадий 0,01 0,15
Цирконий 0,01 0,1
Титан 0,01 0,1
Железо Остальное
Недостатками данной стали являются низкие предел прочности, предел текучести и устойчивость к сероводородному растрескиванию.

Наиболее близкой к предлагаемой является низколегированная литейная сталь [1] следующего состава, мас.

Углерод 0,22 0,32
Марганец 0,9 1,7
Кремний 0,52 1,1
Хром 1,1 1,9
Медь 0,2 0,6
Алюминий 0,04 0,14
Кальций 0,002 0,02
Барий 0,002 0,02
Окислы РЗМ 0,02 0,08
Железо Остальное.

Недостатками данной стали являются неоднородность свойств по толщине стенки отливки и склонность к образованию горячих трещин в толстых сечениях.

Целью изобретения является разработка состава низколегированной литейной стали, обеспечивающей однородность свойств по толщине стенки отливки и снижение склонности стали к образованию горячих трещин в толстых сечениях.

Для достижения поставленной цели низколегированная литейная сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, Окислы РЗМ, железо, дополнительно содержит молибден, никель, ванадий и ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,11 0,13
Марганец 0,9 1,4
Кремний 0,17 0,37
Хром 0,8 2,5
Окислы РЗМ 0,1 0,5
Молибден 0,1 0,8
Никель 0,2 0,6
Ванадий 0,03 0,14
Ниобий 0,01 0,06
Железо Остальное.

Обеспечение однородных свойств по толщине стенки отливки достигается за счет повышения прокаливаемости при введении в сталь молибдена и никеля из-за снижения критической скорости закалки.

Нижнее пределы содержания в стали молибдена и никеля взяты исходя из эффекта влияния на повышение прокаливаемости, верхние из экономических соображений, связанных с удорожанием стали без существенного повышения эффективности их воздействия.

Снижение склонности стали к образованию горячих трещин в толстых сечениях отливки достигается за счет образования карбонитридов ванадия и ниобия по границам первичных зерен при введении в сталь ванадия и ниобия.

Нижние пределы содержания в стали ванадия и ниобия взяты, исходя из эффективности их влияния на снижение склонности стали к образованию горячих трещин, верхние в связи с появлением интерметаллидных фаз указанных элементов, снижающих качество стали.

Пример. Сталь выплавляли в полупромышленной индукционной печи емкостью 160 кг с основной футеровкой. Сталь подвергали термообработке по следующему режиму: 860^oC, закалка 920 930^oC в масло, отпуск после закалки 620 - 630^oC, охлаждение на воздухе. Образцы, вырезанные из брусков стали, подвергают испытаниям на прочность, пластичность, ударную вязкость и коррозионное растрескивание в сероводородной среде, вызывающей наводороживание стали. В табл. 1 приведены составы предлагаемой стали, в табл. 2 их свойства.

Экономическая эффективность достигается за счет повышения качества литых изделий.

Формула изобретения

Низколегированная литейная сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, окислы редкоземельных металлов и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит молибден, никель, ванадий и ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,11 0,13
Марганец 0,9 1,4
Кремний 0,17 0,37
Хром 0,8 2,5
Окислы редкоземельных металлов 0,1 0,5
Молибден 0,1 0,8
Никель 0,2 0,6
Ванадий 0,03 0,14
Ниобий 0,01 0,06
Железо ОстальноеB

РИСУНКИ

Рисунок 1