Мартенситностареющая сталь

 

Союз Советских

Соцнапнстнческнк

Республнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>850726 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050779 (21) 2790520/22-02 (53)М. Кл. с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

С 22 С 38/52

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и откр ыти й

Опубликовано 3007,81 Бюллетень то 28

Дата опубликования описания 300 781 (53) УДК 669.14.018. . 52. 8-194 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С. В, Грачев, С.М. Битюков, В.Ф. Червинский, Ю.С. Дубов и С.A. Оголихин

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М. Кирова и Белорецкий ордена Трудового (71) 3 (71 Заявютели

Красного Знамени металлургический комбинат им. М.И, Калинина (54 ) МАРТЕНСИТНОСТАР ЕТАЯ CTMlb

Изобретение относится к металлур» гии стали, в частности, к холоднодеформируеьым корроэионностойким сталяМ, предназначенным для изготовления высокопрочной теплостойкой про волоки и пружинной ленты. .Известна мартенситностарекщая сталь P1), содержащая вес. В:

Углерод 0,01-0,0 3

Никель 5,0-10,0

Хром 12, О-13рО

Молибден 1,4-2,4

Кобальт 3, 0-4,5

Алюминий О, 10-0,40

Титан 0,40-1, О t5

Марганец О, 10-0,25

Кремний О, 10-0,25

Церий 0,010 -0,10

Железо Остальное

Однако сталь имеет не высокие 20 релаксационную стойкость при температурах окружающей среды до 400оС, прочность, упругие свойства и технологическую пластичность, Цель изобретения - повышение технологической пластичности, прочностных упругих свойств и релаксационн ой ст ой кости.

Для достижения указанной цели сталь дополнительно содержит иттрий 30 и гафний при следукщем соотношении компонентов, вес.В:

Углерод О, 00 3-0,0 3

Хром 11,0-13,0

Никель 5 0-10,0

Кобальт 5,0-8,0

Моли бде н 2 0-5,0

Тит ан О, 7-1,5

Алюьяний Ор05-Ор 35

Иттрий 0,01-0, 15

Гафний О р01-0,15

Железо Остальное

Совместное введение в сталь иттрия и гафния и увеличение содержания кобальта для достижения поставленной цели объясняется следукщим, Пластические свойства высокопрочных мартенситностареющих сталей существенно зависят от содержания примесей и нвметаллических включений. MKKpQJIGFH» рование иттривм и гафнивм уменьшает количество и размеры немвталлических включений, придает им глобулярную форму и очищает границы зерен от вредных примесей серии фосфора.

Увеличение содержания кобальта повыаает пластичность мартенсита при холодной деформации эа счет уменьшения сопротивления кристаллической решетки движению дислокаций и одноврв850 726

Та блиц а 1

Содержание элементов, вес. Ъ

Сталь Плавка

C Cr Ni Co M Ti Ai

Се Fe

Предлагаемая

1 0,003 11,0 5,0 5,0 2,0 0,70 0,05 0,01 0,01

Остальное

То же

2 0,01 12,4 8,3 6,3 2,6 0,92 0,24 0,08 0,09 о

3 О „03 13,0 10,08,0 5,0 1,50 0,35 0,15 0,15

Известная

4 О i02 12 кЗ 9r0 ЗкО 2 i1 О г87 0r35 ОКОВ мен но повышает эффект упрочнения при ст аре ни и. . Стали выплавляли в вакуумной индукционной печи емкостью 100 кг в основных тиглях. Слиток после кристаллизации 6 ч гомогенизировали при

1150оС, подвергали механической обработке и ковали на заготовку размером 83x83x1000 мм. Заготовки прокатывали в катанку диаметром 6 мм.

Из этой катанки путем холодного волочения иэ готовляли проволоку различных диаметров „часть которой подвергали плющению в ленту. Промежут .очной смягчающей термообработ кой бЫла закалка от 950оС в воду, В табл. 1 приведен химический состав трех плавок предлагаемой .-.т-: !и и известной.

Иэ гредлагаемой стали была получена проволока различных диаметров, обл адающая после деформации с опти:;;а»=,Hî|3 суммарной степенью обжатня и старения при 475-500 С 1-5 ч уровнем свойств, приведенных в табл. 2 .

В табл. 3 приведены сравнитель .ые данные механических свойств предлагаемой стали и известной в закаленное (в числителе) от 950 С в, сост аренном (в э наменателе) при

4 80 С э а 3 ч состояниях (испыта0 ния проводят на проволочных образцах диаметром 4 мм). В таблицЕ приведены средние значения по результатам трехкратных измерений.

B табл. 4 приведены в сравнение механические свойства и релаксационная стойкость плющеной ленты сече— нием О, 12 х 1,5 мм иэ предлагаемой стали и известной. Релаксационную стойкость определяли после испытания при 400 С в течение 100 г при начальном напряжении 6„=140 кгс/мм .

Как видно иэ таблиц, предлагаемая сталь превосходит известную по характеристикам пластичности в закаленном и состаренном состояниях, по абсолютному значению характеристик прочности и упругости в состаренном состоянии и по величине их прироста эа счет старения, по уровню термической стабильности.

Применение предлагаемой стали в качестве нержавеющего высокопрочного пружинного материала взамен известного сплава обеспечивает улучше ние пл астичн ости ст али при холодной деформации, что позволяет уве-. личить суммарную величину степени деформации перед старением и повысит ь прочностные и упругие свойства прово15 локи и ленты. Кроме того, примерно в 1,5 раза уменьшается расходный коэффициент затраты металла при изготовлении этих металлоизделий .

gQ Получение проволоки и ленты с более высокими упруго-прочностными характеристиками обеспечивает повышение надежности и служебных характеристик пружин и упругих элементов, создает условия для уменьшения веса и размеров этих изделий.

Повьпаение релаксационной стойкости расширяет интервал рабочих температур эксплуатационной стали, что особенно важно для таких изделий как микропроволока для армирован!ия композиционных материалов.

Полученный комплекс свойств позволяет применять предлагаемую ст аль в

35 виде проволоки и ленты для изготовления пружин и армирования композиционных материалов, эксплуатируемых при температурах до 4000C в слабоагрессивных средах.

40 При этом пружины из предлагаемой стали не уступают по свойствам пружинам, изготовленным из дорогостоящего кобальтового сплава К40ХНМ.

850 726

Т аблица 2 бб, кгс/мм

Ъ, %

Диаметр, 55-60

52-56

200-220

2 30-250

260-2 80

300- 320

3-5

70-80

80-90

1-3

50-55

50-53

0,3-0,8

О, 1-.0,2

92-97

97-99,5

Т аблйц а 3 %р гс/мм

5,кг с/мм

Ст аль Плавка о

Предлагаемая

72/55

9/5

10/6

76/60

75/5 8

9/4

Известная

105/160

62/45

91/158

6/3

Т аблиц а 4

Сталь Плавка о кгс/мм ф щ кгс/MM

Угол пружинности, град

Предлагаемая

255-265 30-32 150-152

260-270 25-2 8 152-156

265-272 24-26 152-156

85

Известная

240-250 20-24 145-150

254-260

Суммарная степень деформации, %

260-2 70

2 80-290

2 75-280

98/170

103/175

105/132

92/167

93/170

95/174

850726

Формула изобретения

И ст о ч ни ки и н формации принятые во внимание при экспертизе

1. Авт орское свидетельство СССР

М 558064, кл. С 22 С 38/52, 1977.

Составитель Л,Суязова

Техред Ж. Кастелевич Корректор N.Пожо

Редактор Е.Лушникова

Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Эаказ б 254/35

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Мартенситност арекв1ая ст аль, содержащая углерсд, хром, никель, кобальт, молибден, титан, алюминий и железо, отличающаяся тем, что, с целью поммггения технологической пластичности, прочностных, упругих свойств и релаксационной стойкости, она дополнительно содержит иттрий и гафний при следукщем соотношении компонентов, вес.Ъг

Углерод 0,00 3-0,0 3

Хром 11,0-13,0

Никель

Кобальт

Моли бде н

Титан

Алюминий

Иттрий

Гафний

Железо

5,0-10,0

5,0-8,0

2,0-5 0

О, 70-1,.5

0,05-0, 35

0,0 1-0, 15

0,01-0, 15

Ост алb ное