Конструкційна сталь

Конструкційна сталь, що містить вуглець, марганець, кремній, хром та молібден, яка відрізняється тим, що вона додатково містить церій та ітрій при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: (19) 1 3 14311 4 підвищений комплекс механічних і технологічних рахунок утворення легкоплавкої фосфідної евтеквластивостей виливок, виготовлених із сталі затики на границях зерен погіршуються такі властипропонованого хімічного складу, і забезпечується вості сталі, як жаростійкість та червоноламкість. значне підвищення стомленосної міцності. З метою отримання співвідношення Експериментально встановлено, що підви(Се+Υ)/S=0,5...1,5 знижено вміст сірки до 0,02%, щення у пропонуємій сталі вмісту хрому дозволяє завдяки чому в металі утворюються неметалеві підвищити межу міцності сталі до 600Н/мм2 (у повключення глобулярної форми, що призводить до рівнянні з 440Н/мм2 для сталі відомого хімічного підвищення ударної в'язкості сталі. Якщо вищевкаскладу). Однак при цьому знижуються характерисзане співвідношення менше за 0,5, то відбувається тики пластичності та ударної в'язкості, що негатилише часткова глобуляризація включень, а при вно впливає на показники стомленосної міцності. перевищенні цього показника більше 1,5 спостеріДодаткове введення в склад запропонованої гається розвинена церієва неоднорідність металу, сталі мікрододатків суворо визначеної кількості що негативно впливає на пластичні характеристицерію (0,010... 0,025%) та ітрію (0,0005... 0,005%) ки та ударну в'язкість сталі. одночасно із зниженням вмісту сірки до 0,02% і Таким чином, підвищення комплексу механічфосфору до 0,015% поліпшує характеристики планих властивостей запропонованої сталі, а також стичності та ударної в'язкості, а також демпфуючі стомленосної міцності виробів забезпечується як властивості матеріалу, що у сукупності з залізом, завдяки зміцнювальному впливу на матрицю сталі вуглецем, кремнієм, марганцем, хромом та молібмарганцю, хрому та молібдену, так і за рахунок деном при новому їх співвідношенні дозволяє не рафінуючого впливу на сталь мікрододатків церію тільки значно поліпшити механічні властивості та ітрію, які ведуть до зниження вмісту в металі сталі, але й підвищити одну з найважливіших хасірки, кисню, водню та азоту, очищення пригранирактеристик конструктивної міцності виробів - сточних об'ємів зерен від легкоплавких сполучень, а мленосну міцність. також позитивно впливають на морфологію, кільЯкщо вміст хрому в сталі складає менш ніж кість та характер розподілу неметалевих вклю0,65%, то знижується як короткочасна, так і стомчень. леносна міцність, а якщо перевищує 1,00%, то Приклад. У дослідно-промислових умовах на погіршуються в'язкість сталі та її зварюваність. індукційній печі проведено дослідні плавки сталі, З введенням в сталь церію менше за 0,010% хімічний склад якої відповідає середньомарочному знижується його модифікуючий і десульфуруючий складу відомої сталі 20ХМЛ (ГОСТ 977-88), а тавплив, зменшується пластичність і стомленосна кож усьому діапазону марочного складу запропоміцність металу, а при його концентрації більше нованої сталі. ніж 0,025% також відбувається зниження комплекІз сталі дослідних плавок виливали пробні су властивостей внаслідок розвитку церієвої неодбруски згідно з ГОСТ 977-88, діаметром 100мм та норідності. завдовжки 340мм, які потім підлягали термічній Уведення в сталь менше 0,0005% ітрію не підобробці (нормалізація - 880-890°С з наступною вищує механічні та технологічні властивості виливідпусткою 620-640°С). Хімічний склад дослідних вків за рахунок недостатньої ефективності від зв'яплавок було визначено на пробних брусках (за зування газів. Вміст ітрію в металі більше 0,005% ГОСТ 977-88) до проведення термічної обробки та не призводить до подальшого позитивного впливу наведено в таблиці 1. на властивості сталі, а веде до підвищення його Після цього із пробних брусків вирізали зразки витрати та, як наслідок, собівартості сталі. для проведення іспитів механічних властивостей Відомо, що зниження вмісту сірки та фосфору та мікроструктурних досліджень. Іспити на розтягв сталі веде до зменшення кількості неметалевих нення проводили згідно з ГОСТ 1497-84, визнавключень, їх розмірів, очищення границь зерна, за чення ударної в'язкості (за ГОСТ 9454-78), твердорахунок чого підвищуються механічні властивості сті за Брінелем (ГОСТ 9012-59). Результати іспитів металу. При вмісті фосфору більше ніж 0,015% за механічних властивостей наведено в таблиці 2. Таблиця 1 Хімічний склад дослідних плавок сталі 20ХМЛ в порівнянні з відомою, згідно з ГОСТ 977-88 Вміст компонентів, мас. % Склад С Відомий 20ХМЛ (ГОСТ 0,15977-88) 0,25 Запропонований 1 0,14 2 0,15 3 0,20 4 0,25 5 0,26 S Ρ не більше Si Μn Cr Ni Mo Се Υ 0,200,42 0,400,90 0,400,70 0,30 0,400,60 0,04 0,04 0,18 0,20 0,30 0,40 0,45 0,34 0,42 0,65 0,88 0,97 0,40 0,65 0,80 0,98 1,10 0,18 0,20 0,22 0,25 0,30 0,35 0,42 0,48 0,55 0,68 0,005 0,010 0,017 0,025 0,030 0,0002 0,0005 0,001 0,005 0,008 0,032 0,015 0,010 0,009 0,009 0,030 0,020 0,019 0,020 0,018 5 14311 6 Таблиця 2 Механічні властивості дослідних плавок Склад Відомий 20ХМЛ (ГОСТ 977-88) Запропонований 1 2 3 4 5 B , Н/мм 441 510 560 620 650 690 2 Механічні властивості, не менше Ударна в'язкість KCU, 2 ,% T , Н/мм 5, % Дж/см2 245 18 30 30 357 398 426 445 457 Проведені дослідження доводять, що запропонована сталь значно перевищує відому за показниками міцності та ударної в'язкості, що свідчить про її більшу стомленосну міцність. Застосування Комп’ютерна верстка М. Мацело 25 23 20 20 16 40 38 36 35 28 32 48 46 43 34 запропонованої сталі значно підвищує конструктивну міцність виробів і забезпечує економічний ефект до 20грн/тонну. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601