Нержавеющая сталь
Область использования: технологическое оборудование предприятий общественного питания. Сталь содержит, мае,%: углерод 0,04-0,12; кремний 0,3-0,8; марганец 0,5-2,0; хром 17-19, никель 9-11, титан 0,35-0,8; азот 0,01-0, cepFOVOOS- 0,02; фосфор 0,008-0,035; железо остальмое. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК! I
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
В ДОМСТВО СССР (Г(СПАТЕНТ СССР) С ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К, ПАТЕНТУ лег им ов со ва от вы, мат
1 (21 4891858/02 (22 17.12.90 (46 30.01.93. Бюл, N. 4 (71) Центральный научно-исследовател ьск и институт конструкционных материалов
"Прометей" (72I Б.N.Bepee:eo. p,H. "П ометей" (56 ГОСТ 5632-72, с.16 — 17, Изобретение относится к металлургии рованных сталей с особыми свойствами жет быть использовано в общем и торгм машиностроении при производстве ременного технологического оборудоия для пищевых и перерабатывающих аслей агропромышленного комплекса, Известны нержавеющие стали и сплаприменяемые как конструкционный е иал в казанных от аслях машинор у р строения, 1 Однако известные марки сталей не обеспечивают требуемый уровень механиче ких, технологических и служебных . сво ств и не отвечают требованиям, предьявл емым к конструкционным материалам для изделий пищевой промышленности.. Наиболее близкой по технической сущнос ги и составу компонентов к заявляемой коп позиции является аустенитная сталь марки 12Х18Н101 (ГОСТ 5632 — 72), содержаща, мас.%: Углерод = 0,12 Кремний 0,8 Марганец 2,0 Хром 17,0-19,0 „„ „„17К МВАЗ (я)5 С 22 С 38/50 (54) НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ (57) Область использования, технологическое оборудование предприятий общественного питания, Сталь содержит, мас,%: углерод 0,04-0,12; кремнйй 0,3-0,8; марганец 0,5 — 2,0; хром 17 — 19, никель 9 — 11, титан 0,35 — 0,8; азот 0,01 — 0,06; сера 0,005— 0,02; фосфор 0,008-0,035; железо остальное. 2 табл. Никель 9,0 — 11,0 Титан . 0,8, . М Сера 0,02 Фосфор 0,035 Железо Остальное Сталь марки 12Х18Н10Т рекомендуется применять в виде сортового метапла и горячекатаного листа для изделий различных отраслей машиностроения. Однако известный 4 материал не обладает требуемой циклической прочностью и технологичностью при производстве тонколистового рулонного ф, проката, Целью изобретения является создание стали, обладающей более высоким уровнем механических и слу кебных свойств l10 сравнению с известными аналогами, что обеспечивает повышение работоспособности и эксплуатационной надежности создаваемого технологического оборудования, Поставленная задача достигается вве- . дением в состав заявляемой композиции оптимального количества азота, а также изменением соотношения стабилизирующих элементов (титана) к примесям внедрения, 1792448 20 30 50 Предлагается сталь. содержащая, мас,% Углерод 0,04 — О, 12 Кремний, 0,3 — 0,8 Марганец 0,5 — 2,0 Хром 17,0-19,0 Никель 9,0 — 11,0 Титан 0,35-0,8 Азот 0,01 — 0,06 Железо Остальное Соотношение легирующих и примесных элементов в заявляемой стали выбрано таким, чтобы структура и основные фиэикомеханические свойствэ металла обеспечивали значительное повышение служебных и эксплуатационных характеристик создаваемого оборудования. Введение в сталь оптимальных микродобавок азота и контролирование суммар-. ного содержания примесей внедрения обеспечивает требуемый комплекс прочностных и пластических свойств тонколистового рулонного проката, что увеличивает выход годного на стадии металлургического передела и повышает работоспособность конвейерной ленты в, условиях длительной эксплуатации скороморозильных агрегатов типа СМА по производству мясных полуфабрикатов. Превышение укаэанных в формуле изобретения пределов по содержанию суммарного содержания примесей внедрения приводит к увеличению неметаллических включений по всему сечению тонкой ленты, что снижает ее работо- способность в условиях знакопеременного. циклического нагружения и низких температур. Выбор правильного соотношения стабилизирующего элемента (титана) к суммарному содержанию (С + N) обеспечивает оптимальное сочетание основных физикомеханических, технолОгических и коррозионных свойств металла. По величине этого отношения равной 5 и более практически весь углерОд и азот в стали связаны в специальные карбиды и нитриды, что способствует более равномерному распределению хрома по всему сечению зерна и полному подавлению склонности металла к локальным видам коррозии. При несоблюдении этого соотношения свободные атомы углерода и азота взаимодействуют с атомами хрома, образуют высокохромистые карбиды и нитриды тийа Сг зСо и CrzN, тем самым обедняя приграничные области по хрому и повышая чувствительность границ зерен к межкристаллитной коррозии и межкристаллитному коррозионному растрескиванию, Увеличение количества вводимого титана, с целью повышения отношения Ti(Cc + N), свыше укаэанных в формуле изобретения пределов, существенно ухудшает технологичность стали, в частности шлифуемость и полируемость ленты на стадии отделочных операций, Фрактографический анализ поверхности изломов образцов методом сканирования на электронном микроскопе показал, что в заявляемой стали доля вязкой составляющей в зоне разрушения заметно возрастает по сравнению с известным составом. Содержание вводимых элементов менее указанного в формуле изобретения пределов легирования не обеспечивает требуемого положительного эффекта, а более высокое их содержание приводит к ухудшению и снижению ряда важнейших физико-механических свойств, определяющих работоспособность материала в условиях эксплуатации перерабатывающего оборудования АПК. Полученный более высокий уровень основных механических, технологических и служебных свойств заявляемой стали обеспечивается комплексным легированием заявляемой композиции в указанном соотношении с другими элементами. В ЦНИИ КМ "Прометей" совместно с другими предприятиями и заводами в соответствии с планом научно-исследовательских работ отрасли в обеспечение выполнения известных Постановлений Правительства СССР по программе "Прогресс-95" и приказа Минсудпрома СССР N 363 от 27.07,89 г, проведен комплекс опытно-промышленных работ по выплавке, пластической и термической обработкам осваиваемого тонколистового рулонного проката. Определены основные механические и технологические свойства заявляемого и известного составов. Химический состав исследованных материалов, а также результаты определения необходимых свойств и характеристик представлены в табл.1 и 2. Формула изобретения Нержавеющая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения пластических свойств и циклической прочности, оно дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас. : Углерод 0,04-0,12 Кремний 0,3 — 0,8 Марганец 0,5 — 2,0 Хром 17-19 Никель 9 — 11 Титан 0,35-0,8 Азот 0,01 — 0,06 Железо Остальное 1792448 титана к суммарному содержанию углерода и азота не менее 5. при этом суммарное содержание углерода и азОта не превышает 0,16%, а отношение Таблица 1 Химический состав исследованных материалов Со е жание элементов, мас. Состав Условный состав Сг. Nl 0,04 0,06 0,12 0,05 2 9.0 10.0 11,0 9,5 0,3 0,5 0,8 0,6 0,5 1,0 2,0 1,2 17,0 18,0 19,0 18,5 0,06 0,01 0,04 0,03 0,5 0,35 0,8 0,7 Заявляемый С;содержанием легируюфих элементов ниже предельных значений заявляемой композиции С содержанием элементо выше предельных значений заявляемой коккпозиции Из вестн ый 4 0,035 0,2 16,0 0,009 0,3 8,0 0,25 12,0 10,3 2,5 1,2 0,15 0,08 20,0 17,5 1,0 0,6 0,9 0,55 0.065 П р и м е ч а н и е. Остальное железо Кол— во перегибов Состав Условный соВыход годного, $ оь оо,г МПа МПа став 1180 18 12 550 83 1 3 965 43 11 9.10 "За вляемый С одержанием легирую их элементов ниже пр дельных значений за вляемой композиции С держанием элементо выше предельных зн чений заявляемой 980 815 520 10 5 10 36 1180 950 495 76 80 ко позиции Из естный П римечание. 1 — Определение механических свойств металла производилось на стандартных плос- ко — разрывных образцах, выполненных из полунагартованной рулонной ленты толщи ной 0,8 мм. Результаты испытаний усреднены по 3 — м образцам на точку. — Количество перегибов, характеризующих технологическую пластичность стали, пределялось на образцах, вырезанных вдоль найравления прокатки, при стандарт ых испытаниях на изгиб с перегибом в 180О, — Усталостная прочность стали определялась в условиях циклического нагружения а базе 10 циклов, 1 1, Таблица 2 1 . Результаты определения механических и технологических свойств исследованных 1 материалов