RU2057199C1 - Сталь - Google Patents
Сталь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2057199C1 RU2057199C1 RU93033597A RU93033597A RU2057199C1 RU 2057199 C1 RU2057199 C1 RU 2057199C1 RU 93033597 A RU93033597 A RU 93033597A RU 93033597 A RU93033597 A RU 93033597A RU 2057199 C1 RU2057199 C1 RU 2057199C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- nitrogen
- vanadium
- carbon
- strength
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, а именно к составу стали для ответственных изделий в энергомашиностроении, например болтов, шпилек и роторов, обладающих высокой прочностью в сочетании с высокой пластичностью и ударной вязкостью. Сталь содержит компоненты, мас.%: углерод 0,20 - 0,30; кремний 0,05 - 0,15; марганец 0,05 - 0,50; хром 1,5 - 3,0; никель 0,05 - 0,5; молибден 0,3 - 0,5; азот 0,05 - 0,20; ванадий 0,15 - 0,30; кальций 0,05 - 0,15; железо остальное, а отношение суммы содержаний азота и углерода к содержанию ванадия составляет 1 - 3. 2 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к производству сталей для ответственных изделий в энергомашиностроении, например болтов, шпилек и роторов, обладающих высокой прочностью в сочетании с высокой пластичностью и ударной вязкостью.
Известна сталь марки 38ХНЗМФ (ГОСТ 4543-71), используемая для изготовления крепежа в энергомашиностроении, которая содержит, мас. углерод 0,33-0,40; марганец 0,05-0,50; кремний 0,17-0,37; хром 1,2-1,5; никель 3,0-3,5; молибден 0,35-0,40; ванадий 0,10-0,18; железо остальное.
Недостатками ее являются пониженная прочность и ударная вязкость, что не позволяет использовать ее для крупногабаритных изделий ответственного назначения.
Наиболее близким к предлагаемому является сталь [1] содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, азот, ванадий и кальций. Эта сталь, обладая достаточно хорошими прочностными свойствами, имеет недостаточную технологичность и в связи с высокой, постоянно растущей стоимостью никеля неэкономична.
Целью изобретения является повышение экономичности и технологичности за счет повышения ударной вязкости при сохранении прочностных свойств.
Цель достигается тем, что предлагаемая сталь содержит, мас. Углерод 0,20-0,30 Кремний 0,05-0,15 Марганец 0,05-0,50 Хром 1,5-3,0 Никель 0,05-0,5 Молибден 0,30-0,50 Азот 0,05-0,20 Ванадий 0,15-0,30 Кальций 0,05-0,15 Железо Остальное при условии, что отношение суммы содержаний углерода и азота к содержанию ванадия не превышает 3,0-1,5.
Сталь содержит кремний в количестве 0,05-0,15 мас. что в сочетании с ванадием, азотом и хромом обеспечивает достаточный уровень прочностных свойств и не ухудшает технологичности. Получение (Si) в металле кремния менее 0,05 мас. затруднено, так как все шихтовые материалы содержат кремний, использование бескремнистой шихты приводит к резкому возрастанию стоимости.
Введение марганца в количествах 0,05-0,5 мас. обеспечивает хороший уровень прокаливаемости. При содержаниях его более 0,5 мас. по границам зерен образуются сульфиды марганца.
Присутствие в составе кальция в количестве 0,05-0,15 мас. обеспечивает связывание кислорода, серы и других вредных примесей в тугоплавкие мелкодисперсные неметаллические включения, равномерно распределенные внутри зерен. Это способствует повышению пластичности, при сохранении прочностных свойств стали-прототипа.
Введение никеля в количестве 0,05-0,5 мас. обеспечивает технологичность стали за счет улучшения прокаливаемости и устранения возможности образования в структуре феррита и крупногабаритных заготовок толщиной более 200 мм. Увеличение содержания никеля более 0,5 мас. является экономически не выгодным и способствует увеличению содержания аустенита в структуре, что снижает прочность, при уменьшении его содержания ниже 0,05 мас. не достигается эффект повышения технологичности.
Введение хрома в количестве 1,5-3,0 мас. повышает прочность и прокаливаемость стали, обеспечивая технологичность.
Молибден в количестве 0,3-0,5 мас. устраняет отпускную хрупкость и повышает устойчивость стали к разупрочнению при отпуске.
Введение в сталь ванадия в количестве 0,25-0,30 мас. способствует образованию дисперсных карбонитридов, что приводит к повышению прочности. При снижении ванадия ниже 0,15 мас. уменьшается количество карбонитридов и снижается прочность, при увеличении содержания ванадия более 0,30 мас. увеличивается количество крупных карбидов ванадия вдоль границ зерен, что приводит к снижению ударной вязкости и ухудшает технологичность.
Содержание азота в стали 0,05-0,20 мас. превышает предел растворимости азота в твердом растворе и способствует образованию большого количества мелкодисперсных карбидов в сочетании с вводимым углеродом в количестве 0,20-0,30 мас. и приводит к улучшению технологичности и служебных свойств за счет повышения прочности и пластичности.
Увеличение азота более 0,20 мас. приводит к увеличению в структуре доли аустенита и, следовательно, снижению прочности. При уменьшении содержания азота ниже 0,05 мас. не обеспечивается образования дисперсных карбонитридов, что приводит к снижению пластичности и ухудшению технологичности.
Отношение суммы содержаний углерода и азота к содержанию ванадия должно равняться 1,0-3,0, т.е.
1,0-3,0
При значении соотношения больше 3 по границам зерен появляется большое количество крупных карбидов; соблюдение отношения в интервале 1,0-3,0 обеспечивает образование мелкодисперсных карбонитридов внутри зерен мартенсита и аустенита и способствует повышению технологичности за счет повышения пластичности. При значении отношения менее 1,0 образуются по границам зерен крупные карбонитриды ванадия, что также приводит к ухудшению прочностных свойств и ударной вязкости.
При значении соотношения больше 3 по границам зерен появляется большое количество крупных карбидов; соблюдение отношения в интервале 1,0-3,0 обеспечивает образование мелкодисперсных карбонитридов внутри зерен мартенсита и аустенита и способствует повышению технологичности за счет повышения пластичности. При значении отношения менее 1,0 образуются по границам зерен крупные карбонитриды ванадия, что также приводит к ухудшению прочностных свойств и ударной вязкости.
Таким образом соблюдение соотношения
1,0-3,0 при указанном выше соотношении компонентов обеспечивает снижение себестоимости и повышение технологичности при сохранении высокого уровня прочностных свойств.
1,0-3,0 при указанном выше соотношении компонентов обеспечивает снижение себестоимости и повышение технологичности при сохранении высокого уровня прочностных свойств.
Предлагаемую сталь выплавляли в НПО ЦНИИТМАШ на установке ЭШП под давлением. С введением азота в металл в процессе переплава подачей в шлак азотосодержащих легирующих компонентов. Давление азота в плавильной камере в процессе плавления и кристаллизации до 2,0 МПа.
Металл подвергали ковке и термической обработке по следующему режиму: закалка 950оС, 2 ч, охлаждение в масло и отпуск 500-600оС, 6 ч, охлаждение на воздухе.
Химический состав исследованных сталей приведен в табл. 1.
Механические свойства исследованных плавок представлены в табл. 2.
В табл. 1 приведены три состава предлагаемой стали (1-3). Состав 4 выходящий за пределы состава предлагаемого технического решения и состав 5 прототип. В табл. 2 приведены механические свойства указанных плавок после термической обработки.
Из приведенных в табл. 2 данных следует, что сталь предлагаемого состава (1-3) обладает в сравнении со сталью-прототипом лучшей технологичностью за счет повышения пластичности и вязкости при одинаковой прочности.
При отклонении состава стали и ударная вязкость ниже, таким образом ниже технологичность и служебные свойства.
Предлагаемая сталь рекомендуется для изготовления крупногабаритных деталей с размерами сечений более 200 мм, например для шпилек атомных реакторов и паровых турбин диаметром 230 мм. Предлагаемая сталь находится в стадии промышленного опробования.
Claims (1)
- СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, азот, ванадий, кальций, железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Углерод - 0,2 - 0,3
Кремний - 0,05 - 0,15
Марганец - 0,05 - 0,5
Хром - 1,5 - 3,0
Никель - 0,05 - 0,5
Молибден - 0,3 - 0,5
Азот - 0,05 - 0,2
Ванадий - 0,15 - 0,3
Кальций - 0,05 - 0,15
Железо - Остальное
при условии, что отношение суммы содержаний азота и углерода к содержанию ванадия составляет 1 - 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93033597A RU2057199C1 (ru) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Сталь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93033597A RU2057199C1 (ru) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Сталь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2057199C1 true RU2057199C1 (ru) | 1996-03-27 |
RU93033597A RU93033597A (ru) | 1996-05-10 |
Family
ID=20144127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93033597A RU2057199C1 (ru) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Сталь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2057199C1 (ru) |
-
1993
- 1993-06-30 RU RU93033597A patent/RU2057199C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1627584, кл. C 22C 38/46, 1991. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5725690A (en) | Long-life induction-hardened bearing steel | |
CN113249643B (zh) | 一种矿用高强度渗碳链条钢及其制备方法 | |
CN109136779B (zh) | 一种马氏体基体1100MPa级稀土Q&P钢制备方法 | |
US10450621B2 (en) | Low alloy high performance steel | |
CN108950432A (zh) | 一种高强度、高韧性低合金耐磨钢及其制造方法 | |
JP2006037177A (ja) | 時効硬化鋼 | |
JP3565960B2 (ja) | 軸受用鋼、軸受および転がり軸受 | |
JP3852248B2 (ja) | 耐応力腐食割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法 | |
RU2057199C1 (ru) | Сталь | |
JP3411686B2 (ja) | 黒鉛複合快削鋼 | |
CN111286680A (zh) | 低磷、锆微合金化的抗裂钢合金组合物及由其制成的制品 | |
RU2031179C1 (ru) | Сталь | |
JP3713805B2 (ja) | 冷鍛性に優れた高周波焼入用鋼とその製造法 | |
KR100320958B1 (ko) | 고온열피로특성및충격특성이우수한쾌삭열간공구강의제조방법 | |
RU2016131C1 (ru) | Сталь | |
RU2479645C1 (ru) | Сортовой прокат горячекатаный в прутках, круглый | |
RU2330894C2 (ru) | Трубная заготовка из среднеуглеродистой легированной стали | |
JP4271311B2 (ja) | フェライト系耐熱鋼 | |
CA2486902A1 (en) | Steel for components of chemical installations | |
RU2052531C1 (ru) | Азотируемая сталь | |
SU1763508A1 (ru) | Свариваема сталь | |
SU1409678A1 (ru) | Сталь | |
SU1749310A1 (ru) | Низкоуглеродиста свариваема сталь | |
SU1735428A1 (ru) | Инструментальна сталь | |
RU2013461C1 (ru) | Конструкционная сталь |