SU1165719A1 - Мартенситностареюща нержавеюща сталь - Google Patents

Abstract

МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ, содержаща  углерод, хром, никель, кобальт, кремний, титан, алюминий, марганец, железо, отличающа с  тем, что, с целью повьшени  механических, технологических , кавитационно-коррозионных свойств, она дополнительно содержит медь, молибден, диспрозий, неодим, кальций и церий при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,01-0,05 Углерод 10,0-13,0 Хром 4,0-6,6 Никель 4,0-7,5 Кобальт 0,2-1,5 Кремний 0,3-0,5 Титан 0,2-0,35 Алюминий 0,2-0,5 Марганец 0,5-1,5 Медь 1,0-3,5 Молибден 0,03-0,1 Диспрозий 0,05-0,08 Неодим (Л 0,05-0,08 Кальций 0,01-0,05 Церий Остальное Железо

Description

а: ел ч Изобретение относитс  к металлургии , в частности к мартенситностарею щим стал м, предназначенным дл  дета лей машин, работающих в агрессивных средах на предпри ти х цветной, химической, нефт ной и других отраслей промьгашенности (турбины насосов дл  перекачивани  кислот, конусы и роторы хлорных компрессоров и т.д. Особенностью работы подобных деталей  вл етс  совместное воздейст вие на них кавитации, коррозии, абра зивного износа. Известны высоколегированные корро зионностойкие аустенитные стали типа ОЗХ23Н28МЗДЗТ(ЭИ-943), которые используют дл  изготовлени  аппаратов, работающих в агрессивных средах как в услови х кавитации , так и в услови х статики ;1 J. Однако срок компрессоров из этих сталей невелик и определ етс  неудовлетворительной стойкостью к кавитационно-эрозионному воздействию . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  мартенситно стареюща  нержавеюща  сталь 2, содержаща , мас.%: Углерод . - 0,05 Хром12,5-17 Никель3,0-6,5 Кобальт6-Т2 Сумма никел  и кобальта 11-15 Титан или алюминий 0 ,2 Кремний 1,5-3,0 Марганец 1 Железо Остальное Однако известна  сталь имеет неудовлетворительный комплекс механических свойств. К стал м, работающим в услови х сильной кавитации и износ в агрессивнь1Х средах, предъ вл ютс  б.олее высокие требовани  по износостойкости , кавитационной и коррозион ной стойкости,, прочностным свойствам при сохранении высоких значений удар ной в зкости, пластичности, хорошей технологичности. Цель изобретени  - повышение меха нических, технологических, кавитационно-коррозионных свойств стали. Указанна  цель достигаетс  тем, что мартенситностареюща  нержавеюща  сталь, содержаща  углерод, хром, никель , кобальт, кремний. Титан, алюминий , марганец, железо, дополнительно содержит медь, молибден, диспрозий , неодим, кальций и церий при следующем соотношении компонентов, мас.% Углерод 0,01-0,05 Хром 10,0-13,0 Никель4,0-6,5 Кобальт4,0-7,5 Кремний0,2-1,5 Титан0,3-0,5 Апюминий 0,2-0,35 Марганец 0,2-0,5 Медь0,5-1,5 Молибден 1,0-3,5 Диспрозий 0,03-0,1 Неодим0,05-0,08 Кальций 0,05-0,08 Церий0,01-0,05 ЖелезоОстальное Выплавку предлагаемой и известной сталей провод т в вакуумно-индукционных печах емкостью 10 и 100 кг . Химический состав предлагаемой и известной сталей и базового сплава указан в табл. 1. Слитки после кристаллизации гомогенизируют при 1150°С 6 ч, подвергают механической обдирке, затем часть из них куют на заготовки и закаливают от в воду. Другую часть разрезают на заготовки под образцы и также закаливают от 1050°в воду. Часть готовых образцов подвергают старению при 480-520°С 1-5 ч. Механические испытани  провод тс  на машине ИМ-12А с диаграмной записью. Разрывные образцы изготавливают по ГОСТ 1497-61 (п тикратно). Ударна  в зкость определ етс  на ма тниковом копре типа МК-30 при т.20 С Образцы имеют стйндартные размеры по ГОСТ 9454-60. 1 Твердость измер ют на приборе Роквелла (шкала С). Величина погрешности при определении механических характеристик составл ет не более 3%. Механические свойства кованных сталей в закаленном от (в числителе ) и в состаренном (в знаменателе ) состо ни х приведены в табл. 2. Механические свойства литых сталей в,закаленном от 1050(в числителе и состаренном (в знаменателе) состо ни х приведена в табл. 3. Испытани  накавитационно-коррозионную стойкость провод тс  на установке дл  испытани  материалов на кавитационно-коррозионную стойкость с применением сопла 5 5 мм. Рассто ние от сопла до испытуемого образца 5 мм. Температура рабочей среды 5258 С , окружна  скорость образцов 78 м/с, напор рабочей жидкости 0,28 кг/см. Испытани  провод т в во допроводной воде в 10-, 75-, 92-, 98 процентных концентраци х растворов серной кислоты в течение 10 ч. Разме образцов 20x15x5 мм. Кавитационно-коррозионна  стойкость предлагаемой и известной сталей , нержавеющей стали-эталона 10Х18Н9Т.приведена в табл. 4. Предлагаема  сталь хорошо деформируетс  в гор чем состо нии. Термомеханические параметры гор чей дефор мации: предельна  температура нагрева , температура .конца обработки , охлаждение после ковки, прокатки на воздухе. Допустима  степень деформации за один ход машиныоруди  80-85%, После ковки не допускаетс  медленное охлаждение. Механические свойства предлагаемо и известной сталей при температурах гор чей деформации (средние значени  приведены в табл. 5. Нагрев заготовок под высадку провод т до температуры не выше . Предлагаема  сталь после закалки хорошо деформируетс  в холодном состо нии . Холодна  штамповка облегчает   после отпуска при 600-650 °С длительностью 2,5-3,5 ч, охлаждени  на воздухе, так как в этом случае увеличиваетс  равномерное удлинение в 4 раза; После штамповки (последнег прохода) об зательна закалка. Показатели штампуемости листового материала в закаленном состо нии при ведены в табл. 6. Предлагаема  сталь-свариваетс  в термически упрочненном состо нии ручной и автоматической аргоно-дуговой сваркой с присадкой и безприсадКи , а также роликовой и точечной сваркой. Прочность сварного ива составл ет . 6 900-1000 МПа, угол изгиба 100-120. Допускаетс  старение сварных соединений. До)ускаетс  сварка в термически неупрочкенном состо нии с последующей термической обработкой. . Пайку деталей рекомендуетс  выполн ть припоем ВПр13 (ПСрМцМН2). Пайка припоем ВПр13 проводитс  при 950llOC и совмещаетс  с закалкой При необходимости после пайки провод т закалку. Обрабатываемость резанием предлагаемой стали, как и. большинства мартен ситностареющих сталей, находитс  на уровне обрабатываемости нержавеющих сталей аустенитного класса. Испытани  на износ инструмента при точении провод т по известной методике с учетом величины начального износа в период приработки, котора  прин та равной 0,2 мм. Исполь зуют инструмент из сплава ВК8 со еле-дующими параметрами заточки: главньпЧ угол в плане , задний угол вспомогательный угол в плане , передний угол . За критерий затуплени  прин та величина фаски на задней поверхности, равна  0,4 мм. Исследовани  провод  г на закаленных стал х с твердостью 27 HRC. Зависимость стойкости инструмента Т (из сплава ВК8) от режимов резани  при обработке сталей.приведена в табл. 7; Жидкотекучесть определ етс  методом вакуумного всасывани  в калиброванные кварцевые трубки, обеспечивающим относительный разброс данных не более ±3%. Склонность сталей к образованию усадочных раковин определ етс  с помощью конусной пробы путем измерени  относительного объема концентрации усадочной раковины (разброс данных ±10%). Чувствительность стали к образованию гор чих трещин (т15ещиностойкость) оцениваетс  путем определени  максимального усили , тормоз щего усадку стандартного образца, которое он выерживает без образовани - гор чих трещин. Точность определени  2 кгс.

;Таблица Ц

0,160,2

Известна 

Х23Н28МЗДЗТ 7 3,0,0,6 0 ,7

0,8

ОЧ|00 ОЧ||

OIO OIO

)

OIO

СО|чО

cNIt

v |CNГчЦ-LOlr001ГО- (-|-

r-io

CNJiu-iOIO

0100 (SlniCNl inlro

CIICN

r,J ..

H «

1 OIO

OIO

OIOOIO

0)

Ш A

л 1Л H

h П

s

u

«a

« n

td 

sл

s

0)ч

OJ

-4

0)-V

cd

(tt 3

«2

H

n

0) 

«

D.п)

чD. t«

H

0)CO о

п)о

(U

exn о

a,

соо

G о с

--о

Предла1 ,96-2,1 1,57-1.,6 0,07-0,080,2-0,23 гаема  Извест1 ,92-2,0 1,5-1,55 на 

Таблицаб

1,6-2,1

(S - толщина лис та)

Таблица7 0,06-0,080,20-0,221,6-2,0

45 15,

100 150 5 200

1470

45 40 1465

18 15 13 11

0,25

25 0,60

15 1,00

10 2,00

7

5

Таблицав

1,85

120

2,00 2,00 115 2,15

Claims (1)

1. МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод,' хром, никель, кобальт, кремний, титан, алюминий, марганец, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения механических, технологических, кавитационно-коррозионных свойств, она дополнительно содержит медь, молибден, диспрозий, неодим, кальций и церий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Углерод 0,01-0,05 Хром 10,0-13,0 Никель 4,0-6,6 Кобальт 4,0-7,5 Кремний 0.2-1,5 Титан 0,3-0,5 Алюминий 0,2-0,35 Марганец 0,2-0,5 Медь 0,5-1,5 Молибден Ι,θ-3,5 Диспрозий 0,03-0,1 Неодим 0,05-0,08 Кальций 0,05-0,08 СП Церий 0,01-0,05 Железо Остальное , С