Аустенитная сталь

 

Изобретение относится к металлургии ,в частности к легированной аустенитной коррозионностойкой высокопрочной стали, используемой для высоконагруженных деталей в машиностроении и судостроении. Сущность изобретения : при введении в хромистую сталь 1-1,35 % азота достигается повышение прочности при сохранении удовлетворительной пластичности и стойкости к межкристаллитной коррозии, что обеспечивает повышение эксплутационной надежности и увеличение срока службы конструкций из этой стали при их эксплуатации. Предлагаемая аустенитная сталь содержит следующие компоненты, мас.%: углерод 0,01-0,05; хром 17,00 - 19,00; азот 1,00 - 1,35; железо остальное. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии стали, в частности к легированным аустенитным коррозионностойким высокопрочным сталям, используемым для высоконагруженных деталей в машиностроении и судостроении.

Известна аустенитная коррозионностойкая сталь 08Х18Н10 (ГОСТ 5632-72), включающая следующие компоненты, мас.

Углерод не более 0,08 Хром 17,0 19,0 Никель 9,0 11,0 Железо Остальное Основными недостатками этой стали являются низкая прочность ( _0,2 <250 МПа, _в <550 МПа) и высоккое содержание никеля [1] Известна аустенитная коррозионностойкая сталь 08Х17Н1ЗМ 2Т (ГОСТ 5632-72), включающая следующие компоненты, мас.

Углерод не более 0,08 Хром 16,0 18,0 Никель 12,0 14,0 Титан 5%С 0,7 Молибден 2,0-3,0
Железо Остальное
Основными недостатками этой стали являются: низкая прочность ( _0,2 <200 МПа, _в<520 МПа) и высокое содержание легирующих элементов (никеля, молибдена, титана) [1]
Наиболее близкой к заявляемой по химическому составу является коррозионностойкая ферритная сталь 12Х17 (ГОСТ 5632-72), включающая компоненты, мас.

Углерод не более 0,12
Хром 16,0 18,0
Железо Остальное
Существенным недостатком данной стали является недостаточная для высоконагруженных деталей прочность ( _0,2 310 МПА, _в 510 МПа) [1]
Целью данного изобретения является создание аустенитной стали, обеспечивающий повышение прочности при сохранении удовлетворительной коррозийной стойкости и пластичности.

Указанная цель достигается за счет введения азота при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,01 0,05
Хром 17,00 19,00
Азот 1,00 1,35
Железо Остальное
Сталь выплавляли в открытой индукционной печи под давлением газообразного азота 20 атм. Отливки ковали на прутки сечением 14x14 мм. Термическую обработку указанной стали производили по режимам, состоящим из закалки от 1200^oC с охлаждением в воде.

Химический состав плавок предложенной и известной сталей приведен в табл.1, механические и коррозионные свойства исследованного металла в табл.2.

Предлагаемая сталь включает компоненты в указанных пределах ввиду того, что содержание азота менее 1,00% (плавка 4) не обеспечивает достаточной прочности, а при концентрации азота более 1,35 (плавка 5) пластичности стали. У стали с содержанием хрома более 19% не достигается достаточной для практического использования пластичности. При концентрации хрома менее 17% сложно получить качественные (без пор) крупные слитки из-за низкой растворимости азота в жидкой стали при указанном содержании хрома.

Введение в заявляемую сталь углерода в количестве более 0,05% приводит к понижению пластичности и стойкости к межкристаллитной коррозии в результате преимущественного выделения по границам зерен крупных частиц карбида хрома типа Cr ₂₃C₆
Таким образом, по результатам проведенных испытаний (табл.2) видно, что предлагаемая сталь (плавки 2 и 3 в отличие от прототипа (плавка 1) обладает более высоким пределом текучести при сохранении повышенной пластичности, что приводит к увеличению срока службы и надежности конструкций из этой стали.

Источники информации:
Марочник сталей и сплавов. В.Г.Сорокин, А.В.Волосникова, С.А.Вяткин и др./Под общ. ред. В.Г.Сорокина М.Машиностроение, 1986, с. 519, 504, 474

Формула изобретения

Аустенитная сталь, содержащая хром и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,01 0,05
Хром 17,0 19,0
Азот 1,00 1,35
Железо Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1