CS257951B1

CS257951B1 - Magneticky měkké vysocepevnostnfocel

Info

Publication number: CS257951B1
Application number: CS858034A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Sigut; Jaromir Slajs; Tomas Zemcik
Original assignee: Zdenek Sigut; Jaromir Slajs; Tomas Zemcik
Priority date: 1985-11-08
Filing date: 1985-11-08
Publication date: 1988-07-15
Also published as: CS803485A1

Abstract

Magneticky měkká vysocepevnostní ocel se zvýšenými hodnotami magnetické indukce při vysoké mezi kluzu, plastických vlastnostech a prokalitelnosti, vhodná i pro největší díly staticky a dynamicky namáhaných částí elektrických strojů, zejména pro rotory velkých alternátorů. Podstata řešení spočívá v tom, že ocel obsahuje kromě železa 0,25 až 0,15 % hmotnosti uhlíku a 3,00 až 4,00 % hmotnosti niklu. Ocel obsahuje dále 0,25 až 0,50 % hmotnosti manganu, 0,10 až 0,35 % hmotnosti křemíku 0,005 až 0,20 % hmotnosti fosforu, 0,005 až 0,020 % hmotnosti síry, 1,20 až.1,70 % hmotnosti chrómu, 0,40 až 0,50 % hmotnosti molybdenu a 0,07 až 0,15 % hmotnosti vanadu.

Description

Vynález se týká magneticky měkké vysocepevnostní oceli se zvýšenými hodnotami magnetické indukce při vysoké mezi kluzu, plastických vlastnostech a prokalitelnosti, použitelné i pro největší díly staticky a dynamicky namáhaných čáetí elektrických strojů, které musí vykazovat homogenní vlastnosti v celém objemu, především pro rotory velkých alternátorů.

Pro uvedené konstrukce jsou zatím používány ocele typu chrom-nikl-raolybden-vanad s obsahem uhlíku nad 0,25 % hmotnosti přičemž z důvodu prokalení a tím dosažení homogenních vlastností se pro velké díly volí obsah uhlíku zpravidla blízko 0,30 % hmotnosti.

Zvýšený obsah uhlíku jednak zhoršuje magnatické vlastnosti, jednak podstatně zvyšuje nebezpečí tvorby trhlin při kalení, a tím i riziko znehodnocení výkovku.

. Tyto nedostatky odstraňuje magneticky měkká vysocepevnostní ocel podle vynálezu, obsahující kromě železa 0,25 až 0,50 % hmotnosti manganu, 0,10 až 0,35 % hmotnosti křemíku, 0,005 až 0,020 % hmotnosti fosforu, 0,005 až 0,020 % hmotnosti síry, 1,20 až 1,70 % hmotnosti chrómu, 0,40 až 0,50 hmotnosti molybdenu, 0,07 až 0,15 % hmotnosti vanadu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že ocel obsahuje 0,25 až 0,15 % hmotnosti uhlíku a 3,00 až 4,00 % hmotnosti niklu.

Přednosti uvedené oceli je to, že obsah uhlíku je nízký a je v přiměřeném poměru k obsahu niklu. Nízkým obsahem uhlíku a tím i nízkým obsahem karbidů a neferomagnetických strukturních složek se dosáhne zvýšené magnetické měkkosti, přičemž úbytek prokalitelnosti způsobený sníženým obsahem uhlíku je vyrovnán niklem, a tedy bez zvýšení obsahu magneticky nepříznivých karbidů a neferomagnetických strukturních složek. Proto lze volbou tepelného zpracování v širokém rozsahu ovlivňovat pevnostní mechanické vlastosti. V celém rozsahu chemického složení oceli podle vynálezu je možno dosáhnout prokalení největších dílů s podstatně sníženým rizikem vzniku trhlin při kalení.

Uvedená ocel zajištuje rovněž dosažení dobrých plastických vlastností a požadovanou vrubovou houževnatost. Volba obsahu niklu se řídí technickými a ekonomickými hledisky, přičemž obsah uhlíku se volí v nepřímém poměru k obsahu niklu tak, aby v uvedeném rozmezí chemického složení bylo sníženi obsahu niklu vyrovnáno zvýšením obsahu uhlíku v poměru přibližně 10:1.

příkladem materiálu vyrobeného podle vynálezu je ocel pro výrobu rotoru turbogenerátoru 60 MW. Tato ocel obsahuje mimo železa 0,24 % hmotnosti uhlíku, 0,40 % hmotnosti manganu,

0,18 % hmotnosti křemíku, 0,014 % hmotnosti fosforu, 0,019 % hmotnosti síry, 1,49 % hmotnosti chrómu, 3,07 % hmotností niklu, 0,42 % hmotností molybdenu a 0,11 % hmotnosti vanadu.

Výkovek o průměru těla 955 mm byl kalen do oleje, což odpovídá rychlosti ochlazování v osové partii těla cca 50 K.h^-^ a přibližně odpovídá kalení výkovku o průměru těla 1 250 mm do vody. Po popouštění při teplotě 630 °C bylo i v osové partii těla dosaženo minimální hodnoty meze kluzu 656 MPa, minimální tažnosti 17,4 % a minimální vrubové houževnatosti —2

KCU2 101 J.cm . Na čelech těla bylo dosaženo minimální hodnoty magnetické indukce v poli 600 A.cm^-1 2,10 T.

Dalším příkladem materiálu vyrobeného podle vynálezu je ocel pro malý experimentální výkovek. Tato ocel obsahuje kromě železa 0,15 % hmotnosti uhlíku, 0,25 % hmotnosti manganu, 0,35 % hmotnosti křemíku, 0,018 % hmotnosti fosforu, 0,012 % hmotnosti síry, 1,20 % hmotnosti chormu, 3,90 % hmotnosti niklu, 0,43 % hmotnosti molybdenu a 0,12 % hmotnosti vanadu.

Řízeným kalením rychlostí 50 K.h”^ a následujícím popouštěním při teplotě 620 °C bylo dosaženo minimální hodnoty meze kluzu 740 MPa, minimální tažnosti 20,8 %, minimální — 2 vrubové houževnatosti KCU2 104 J.cm a minimální hodnoty magnetické indukce v poli

600 A.cm^-1 2,10 T. Při nižší popouštěcí teplotě 600 °C byly odpovídající hodnoty 912 MPa,

19,5 %, 84 J.cm^-2 a 2,11 T.

Ocel podle vynálezu je použitelná pro vysoce namáhané díly do průměru až 1 300 mm, pří snížených požadavcích na mez kluzu až do průměru 2 100 mm.

Claims

předmEt vynálezu

Magneticky měkká vysocepevnostní ocel, obsahující kromě železa 0,25 až 0,50 % hmotnosti manganu, 0,10 až 0,35 % hmotnosti křemíku, 0;005 až 0,020 % hmotnosti fosforu, 0,005 až 0,020 % hmotnosti síry, 1,20 až 1,70 % hmotnosti chrómu, 0,40 až 0,50 % hmotnosti molybdenu, 0,07 až 0,15 % hmotnosti vanadu, vyznačená tím, že obsahuje 0,25 až 0,15 % hmotnosti uhlíku a 3,00 až 4,00 % hmotnosti niklu.