Сталь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических.

Республик

954492 (б1) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 09.0381 (2I ) 3260285/22-02 ($3)M К

С 22 С 38/48 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

ССС P по делам изобретений и открытий (З) УАК 669 14 .018.52,6-194 (088.8) (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.82Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30.08.82 (72) Авторы изобретения

В.К.Фарафонов, Г.А.Чадов, В.Н.Захаров, М.Х.Фастовский, Л.К.Кокорин и В.В.

Научно-исследовательский институ .г тяж машиностроения, Производственного объед

"Уралмаш" (7t) Заявитель (54) CTAJIb

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталям, предназначенным для изготовления литых деталей, работающих при .повышенных температурах (до 650 о С) под нагрузкой в условиях теплосмен.

Наиболее близкой к предлагаемой является сталь ф) содержащая, вес.%:

Углерод 0,01-0,15

Кремний 0,10-1,50

Марганец 0,10-2,00

Хром 10,0-14,0

Никель 0,1-2,0

Молибден 0,1-1,0

Ванадий 0,01-0,30 . Железо Остальное Известная сталь обладает недостаточ-, но высоким уровнем прочностных свойств и сопротивлением полэучести при .температурах 500-650оС, что в условиях теплосмен, как показывает практика, может привоцить (под действием возникающих энакопеременных термических напряжений) к недопустимому прогибу деталей и выходу их

It3 строя

Цель изобретения — повышение сопротивления ползучести и прочностных свойств стали при температурах по 650 С..

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремI ний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, железо, дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод 0,10-0,18

Кремний 0,20-0,8 о

Марганец 0,40-1,0

Хром .10;5-12,5

Никель 0,2-0, 8

Молибден 0,1-0, 5

Ванадий 0,05-0,18

Ниобий 0,02-0,25

Железо Остальное

Предлагаемая сталь может содержать примеси, вес.Ъ:

Сера, до 0,035

Фосфор до 0,035

Химический состав примеров предлагаемой стали приведен в табл.1.

Сталь, выплавляют в открытой индукционной печи. Изучение свойств проводят на образцах в литом состоянии

25 после нормализации от 1100 С и отпуска при.700оC.

В табл.2-4 приведены свойства предлагаемой и известной стали.

Как видно из приведенных данных, 30,значения величины предела текучести

954492

Содержание элементов, вес. В

Элементы

0,18

0,15

0,10

0,80

0,52

0,20

1,00

0,76

0,40

12,5

11, 48

10 5

0,80

0,46

0,20

0,50

0,31

0,10

0,18

0,11

0,05

Ванадий

Ниобий

0,25 0,12

0,02

Остальное

Железо

Та блица 2

Механические свойства известной и предлагаемой сталей при комнатной и повышенных температурах

Сталь

Механические свойства

Состав

/ температура испытания, С

@ од. кгс/мм

Предлагаемая

17,2 51,6 6,2

90,0

72,5

69,5 . 88,0

71,4 92,0

12,0 31,2

17,6 52, 2

5 5

6,7 и предела прочности предлагаемой стали при температурах 500-650оС на 4-7 кгс/мм выше, чем у извест9. ной. В то же время по уровню пластических свойств и ударной вязкости предлагаемая сталь практически не отличается от известной, что дости гается измельчением зерна за счет ,введения ниобия. Сопротивление ползучести у предлагаемой стали при температуре 600 С заметно выше, чем у известчой.

Предлагаемая сталь мало склонна к охрупчиванию при длительных тепловых выдержках. После 500-часовой выдержки значения ударной вязкости

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Молибден сохраняются на достатбчно высоком, для стали в литом состоянии, уровне °

Предлагаемая сталь обладает высокими литейными свойствами, не склонна к образованию горячих трешин и поз5 воляет получать качественые отливки для работы при повышенных температурах под нагрузкой в условиях теплосмен.

Использование предлагаемой стали позволит повысить эксплуатационную стойкость литых деталей конвейерных тележек обжиговых машин и другого оборудования, сократит расход метал(ла, увеличит межремонтные сроки.

Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения составит 60 тыс.руб. в год.

Т а б л и ц а 1 р>,, 4, . н>

% кгс/мм 1 В % кгсм/см .

70, 5 90,8 14,2 41,0 7,-0

954492

Продолжение табл.2

Сталь

Соста

Температура испытания, С оо в он гс/мм кгс/мм Ъ Ъ кгсм/см

3 72,0 91,3 11,6 44,6 5,5

73,0 89,8 15,2 51,2 5,2

Известная

500

Предлагаемая

1 54,4 62,5 16,3 59,1 13,2

13,3 51,8 10,0

56,5

64,7

12,0 54,8 10-у

16,4 50,6 11,5

2 58,5

63,6

62,8

59,0

14,3 45,5 10,5

)18,3 52 0 9,5

61,6

3 56,3

65,8

58,6

10,6 56,3 10,0

16,6 41,0 10,0

55,4

50,8

Известная .

54,5

56,3

49,0

14,0 53,3 10, 7

51,0

12,6 50 5

11,7 . о

59,5

52,3

1 55,0 58,2 18,6 61,3 9,0

56,3 59,5 15,0 48,4 10,2

550

Предлагаемая

2 56,3 59,5 16,0 53,2 9 5

12,6 42,3 9,7

61,1

57,4

3 55к4 59 ° 5 14ю0. 52ю6 8ю7

59,3 15,6 54,3

9,5 56,0

50,3

54,4 12,3 55,3

10,2

Известная

11,2

49,8 53,2 18,6 60,0

64,3

65,8

66,4

66,3

Механические свойства

82,1 16,8 31,6 5,7

82,8 10,4 50,0 5,0

83,5 12,2 52,1 7,7

84,1 16,0 43,8 5,2

954492

Продолжение табл. 2

Температура испытания, С

Состав

Сталь

Механические свойства о, гс/мм

48,0

13,3 47,0

15,6 53,3

52,0

9,7

51 0

10,0

55,0

48,0 51,1 16,2 70,2

9,5

Предлагаемая

50,5 11,0 73,0

1 48,2

В 7

2 55,0 56,0 14,0 57,2

48,8 52,0 19,0 71,5

8,7

8,7

3 49,0 51,1 15,0 66,6

49,8 52,4 16,6 75,0

9,0

8,7

600

21,1 78,0 9,5

47,3

45,3

Известная

15,3 68,3

48,4

44,6

10,7

18,3 73,1 8,7

45,3

43,1

46,4

11,5

11,6 59,2

47,4

Предлагаемая 1 34,8 36,8,15,3 70,8

Г

9,7

39,6 40,7 18,0 77,0 10,5

650

2 34,3 35,5 16,6 80,4

9,7

14,3 74,1

40,6

39,5

9,2

3 35,8 36,8 20,0 81,2

8,7

11,2

19 3 70,4

40,3

39,2

11,2

33 5

650

Известная

9,2

32,4

11,2

33,4

9,7

34,0

31 5

30,3

32 3

32,8

6 „d „ EV11 он

Ч. кгс/мм В Ъ кгсм/см

16,0 77,5

21,6 87,7

15,0 76,3

18,6 83,7

954492

Таблица 3

Сопротивление ползучести известной и предлагаемой сталей

Сталь

Скорость ползучести на установившейся стадии при температуре 600 С, Ъ ч

Состав

6 = 20 кгс/мм

6 = 18 кгс/мм

Предлагаемая

0,0017

0,0021

0,0035

0,0040

0,0026

0,0025

0,0069

0,0061

0,0089

0,0095

0,0028

0,0031

Известная

0,0042

0,0056

0,0048

0,0052

0,0156

0,0148

0,0130

0,0143

Таблица 4

Механические свойства известной и предлагаемой сталей после 500-часовой . выдержки в интервале теплового охрупчивания

Механические свойства

Состав

Сталь

Температура выдержки,оС oq $

Я кгс/мм кгс/мм ан я кгсм/см

91,7 106,0

92,0 110,2

4,5

41,9

12,8

14,8

Предлагаемая 1

500

4,2

50,2

4,5

93,2 113,0 14,0 - 43,3

44,2

3,7

16,4

94,3 111,7

94,0 113,2 . 15,8 30,2

93,8 98,3 12,0 50,2

3,2

ll> «ля агаемая 3

500

2,5

954492

Продолжение табл.4!

Температура выдержки, оС

Сталь

Соста

Механические свойства од в гс/мм кгс/мм Ъ % н гсм/см

13,2

Известная

11,2

18,8

16,0

Предлагаемая 1

550

12,0 22,9 4,0

82,0 95,4

46,0 4,0

16,0

82,0 97,4

2 85,0 100,0 10,0

26,1 4,0

45,8 4,2

14,8

87,4 101,0

3 83,4 101,2 15,2

38,8 3,7

35,8 2,5

87,2 102,4

12,0

79,3 92,4 12,0 17,7 4,2

Известная

7,6 .3,2 у 88,0 101,0 6,0

64,8 84,0 18,0 44,6 4,0

14,0

36,0 10,2

48,8 4,5

80,5 97,0

Предлагаемая 1

600

79, 6 95, 4 18, 2

2 82,0 101, 3

81,2 100,6

45,5 10,0

38,6 . 4,5

19,0

J6,4

83,0 98,5 12,0 39,0 5,5

83,4 102,6 14,8 48,4 4,2

14,2 38,4 8 0

62,4

80,5

Известная

82,8 12,4 44,8 4,0

68,6

71,8 87,2 18,0 51,0 11,0

14,8 39,4 5, 2

85,4

70,6

71 5 88 5 12 0 47 0 6 2

Опысываемая 1

650

81,0 11,2 28,3 3,5

63,5

85,0 105,2

86,0 101,0

84,5 101,7

80,4 98,4

51,2 3,7

36,5 1,7

57,8 5,0

47,7 3,5

954492

13,Продолжение табл. 4

Механические свойства

Сталь

Соста

Температура испытания, С о 8

С(, кгс/мм кгс/мм Ъ ф ян

% кгсм/см 1

2 67,0 83,5

8,0 52,5 3,2

80,5 11,2 34,4 6,7

62,5

3 54,0 77,0 13,2 29,2 4 0

87,8 11,2. 42,0 5,2

71,0

14 6 31с8 3 7

77,0

66,3

Известная

16,0 46,4 4,7

93,0

77,0

18,0 55,6 5,7

74,3

53,6

21,2 51 0 5,5

76,0

51 3

Формула изобретения Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Японии Р 50-3904,. кл. С 22 С 39/18, 1975.

0,10-0,18

0,20-0,80

Составитель Л.Суязова

Редактор А.Фролова Техред И. Гайду Корректор Г.Огар

Заказ 6373/25 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, 35 ванадий, железо, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения сопротивления ползучести и прочностных свойств при температурах до

650вС, она дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Молибден

Ванадий

Ниобий

Железо

0,40-1,00

10,5-12,5

0,20-0,80

0,10-0,50

0,05-0,18

0,02-.0,25

Остальное