[go: up one dir, main page]

RU2015194C1 - Steel - Google Patents

Steel Download PDF

Info

Publication number
RU2015194C1
RU2015194C1 SU5027278A RU2015194C1 RU 2015194 C1 RU2015194 C1 RU 2015194C1 SU 5027278 A SU5027278 A SU 5027278A RU 2015194 C1 RU2015194 C1 RU 2015194C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
calcium
magnesium
resistance
copper
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.А. Смирнов
Л.М. Панфилова
Э.П. Подольская
Л.В. Довголюк
М.И. Срогович
А.Г. Касьянов
А.Н. Черненко
С.Л. Черепанов
В.С. Кириллов
С.Л. Лаптев
Б.Г. Соляников
Г.И. Ильиных
Р.А. Туктарев
В.И. Касьян
Original Assignee
Акционерное общество "НЭП УралНИИчермет"
Златоустовский металлургический завод
Металлургический завод им.А.К.Серова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "НЭП УралНИИчермет", Златоустовский металлургический завод, Металлургический завод им.А.К.Серова filed Critical Акционерное общество "НЭП УралНИИчермет"
Priority to SU5027278 priority Critical patent/RU2015194C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2015194C1 publication Critical patent/RU2015194C1/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

FIELD: production of stainless steel. SUBSTANCE: steel has, wt.-%: carbon 0.07-0.12; silicon 0.5-0.8; manganese 1-2; chrome 17-19; nickel 8-11; titanium 0.4-0.6; vanadium 0.1-0.5; copper 0.3-0.5; calcium 0.001-0.02; magnesium 0.001-0.005, and iron - the rest. Proposed steel has increased resistance for small plastic deformation. EFFECT: enhanced quality of steel. 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству нержавеющих сталей, работающих в различных отраслях промышленности в условиях агрессивных сред. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of stainless steels operating in various industries in aggressive environments.

В настоящее время для изготовления деталей и элементов конструкций, работающих в различных напряженных состояниях, а также в качестве упругих элементов применяются аустенитные стали типа 12Х18Н9, 12Х18Н9Т (ГОСТ 5632-70). Известные стали при использовании в условиях, требующих высокого сопротивления малым пластическим деформациям, не обеспечивают требуемого уровня, тем не менее такая характеристика сопротивления малым пластическим деформациям, как предел упругости, является одной из важнейших, определяющих работоспособность. Currently, austenitic steels of the type 12X18H9, 12X18H9T (GOST 5632-70) are used for the manufacture of parts and structural elements operating in various stress states, as well as elastic elements. Known steels, when used in conditions requiring high resistance to small plastic deformations, do not provide the required level, nevertheless, such a characteristic of resistance to small plastic deformations, as the elastic limit, is one of the most important determining operability.

Наиболее близкой к предлагаемой стали по технической сущности является сталь 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72). Однако эта сталь имеет низкие значения характеристик сопротивления малым пластическим деформациям. Closest to the proposed steel in technical essence is steel 12X18H10T (GOST 5632-72). However, this steel has low resistance to small plastic deformation characteristics.

В основу изобретения поставлена задача создать сталь с повышенным сопротивлением малым пластическим деформациям. The basis of the invention is the task of creating steel with increased resistance to small plastic deformations.

Задача решена тем, что сталь дополнительно содержит ванадий, медь, кальций и магний при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 0,07-0,12 Кремний 0,50-0,80 Марганец 1,0-2,0 Ванадий 0,1-0,5 Кальций 0,001-0,02 Хром 17,0-19,0 Никель 8,0-11,0 Титан 0,4-0,6 Медь 0,3-0,5 Магний 0,001-0,005 Железо остальное. The problem is solved in that the steel additionally contains vanadium, copper, calcium and magnesium in the following ratio of components, wt.%: Carbon 0.07-0.12 Silicon 0.50-0.80 Manganese 1.0-2.0 Vanadium 0 , 1-0.5 Calcium 0.001-0.02 Chromium 17.0-19.0 Nickel 8.0-11.0 Titanium 0.4-0.6 Copper 0.3-0.5 Magnesium 0.001-0.005 Iron else .

При сопоставительном анализе заявляемого технического решения с прототипом было выявлено, что существенными отличительными признаками изобретения является введение в состав стали новых компонентов: ванадия, меди, кальция и магния при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 0,07-0,12 Марганец 1,0-2,0 Никель 8,0-11,0 Ванадий 0,1-0,5 Кальций 0,001-0,02 Кремний 0,50-0,80 Хром 17,0-19,0 Титан 0,4-0,6 Медь 0,3-0,5 Магний 0,001-0,005 Железо Остальное
Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".
A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype revealed that the essential distinguishing features of the invention is the introduction of new components into the steel composition: vanadium, copper, calcium and magnesium in the following ratio of components, wt.%: Carbon 0.07-0.12 Manganese 1 0-2.0 Nickel 8.0-11.0 Vanadium 0.1-0.5 Calcium 0.001-0.02 Silicon 0.50-0.80 Chromium 17.0-19.0 Titanium 0.4-0 6 Copper 0.3-0.5 Magnesium 0.001-0.005 Iron Else
Therefore, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."

При изучении известных составов сталей были выявлены стали, содержащие признаки, отличающие изобретение от прототипа. Так известны авторские свидетельства на составы сталей, в которых вводится ванадий в комплексе с другими элементами с целью повышения прочности и механических свойства, кальций и магний в комплексе с церием, гафнием, цирконием с целью повышения термостойкости стали или прочности стали в состаренном состоянии. Необходимо отметить, что при патентном поиске не выявлено технических решений, в которых с целью повышения сопротивления малым пластическим деформациям вводятся ванадий, медь, кальций и магний в указанных количествах. In the study of known compositions of steels, steels containing features distinguishing the invention from the prototype were identified. Thus, copyright certificates are known for steel compositions in which vanadium is introduced in combination with other elements in order to increase strength and mechanical properties, calcium and magnesium in combination with cerium, hafnium, zirconium in order to increase the heat resistance of steel or the strength of steel in aged condition. It should be noted that in the patent search no technical solutions were found in which, in order to increase resistance to small plastic deformations, vanadium, copper, calcium and magnesium are introduced in the indicated amounts.

Таким образом, содержание элементов и их соотношение в стали обеспечивает новые свойства - повышение сопротивления малым пластическим деформациям, что дает возможность сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень". Thus, the content of elements and their ratio in steel provides new properties - increasing resistance to small plastic deformations, which makes it possible to conclude that the proposed solution meets the criterion of "inventive step".

Химический состав предлагаемой стали и стали прототипа, характеристики сопротивления малым пластическим деформациям представлены в таблице. The chemical composition of the proposed steel and steel of the prototype, the characteristics of resistance to small plastic deformations are presented in the table.

В результате введения ванадия в пределах 0,1-0,5 мас.%, меди в пределах 0,3-0,5 изменяются тонкая структура, плотность дислокации, их распределение, а также ход процессов, происходящих в тонкой структуре в области микропластических деформаций: повышается энергия термической активации скольжения, что приводит к повышению стабильности тонкой структуры. Кроме того, введение ванадия и меди изменяет энергию дефектов упаковки и таким образом, повышается сопротивление малым пластическим деформациям. As a result of the introduction of vanadium in the range of 0.1-0.5 wt.%, Copper in the range of 0.3-0.5, the fine structure, dislocation density, their distribution, as well as the course of the processes occurring in the fine structure in the region of microplastic deformations change : the energy of thermal activation of slip increases, which leads to an increase in the stability of the fine structure. In addition, the introduction of vanadium and copper changes the energy of stacking faults and thus increases the resistance to small plastic deformations.

Введение меди в указанных пределах снижает точки мартенситного превращения, что обеспечивает изменение субструктуры стали, плотности дислокаций, их распределения, способности к движению и размножению в процессе деформирования. The introduction of copper within the indicated limits reduces the points of martensitic transformation, which ensures a change in the steel substructure, the density of dislocations, their distribution, and the ability to move and multiply during deformation.

Содержание ванадия свыше 0,5 мас.% приводит к появлению значительной объемной доли карбидов, при этом нарушается равномерность их распределения, что неблагоприятно влияет на сопротивление малым пластическим деформациям. Кроме того, ванадий является ферритообразующим элементом, что также необходимо учитывать при легировании. Содержание ванадия ниже 0,1 мас.% не создает достаточной объемной доли карбидов, что соответственно, не определяет изменений тонкой структуры, обеспечивающих повышение сопротивления микропластических характеристикам. The vanadium content of more than 0.5 wt.% Leads to the appearance of a significant volume fraction of carbides, while the uniformity of their distribution is violated, which adversely affects the resistance to small plastic deformations. In addition, vanadium is a ferrite-forming element, which must also be taken into account when alloying. The vanadium content below 0.1 wt.% Does not create a sufficient volume fraction of carbides, which, accordingly, does not determine the changes in the fine structure, providing an increase in the resistance of microplastic characteristics.

При содержании в составе стали меди свыше 0,5% не происходит значительного роста характеристик сопротивления микропластическим деформациям, следовательно, легирование свыше 0,5 мас.% меди не рационально. Наличие менее 0,1 мас. % меди не обеспечивает изменения тонкой структуры - не повышается энергия термической активации, не возрастает энергия дефектов упаковки. When the content of copper in the steel composition exceeds 0.5%, there is no significant increase in the characteristics of microplastic deformation resistance, therefore, alloying in excess of 0.5 wt.% Copper is not rational. The presence of less than 0.1 wt. % of copper does not provide changes in the fine structure - the thermal activation energy does not increase, the energy of packaging defects does not increase.

Введение 0,002-0,001 мас. % кальция в комплексе с 0,001-0,005% магния также обеспечивает рост сопротивления малым пластическим деформациям. Влияние указанного количества кальция обусловлено тем, что кальций, являясь поверхностно активным элементом, влияет на границы зерен, очищая их от вредных примесей (кислород, сера), в результате чего изменяются процессы движения дислокаций в условиях приложенных нагрузок, что обеспечивает рост предела упругости и модуля упругости. The introduction of 0.002-0.001 wt. % calcium in combination with 0.001-0.005% magnesium also provides an increase in resistance to small plastic deformations. The influence of the indicated amount of calcium is due to the fact that calcium, being a surface-active element, affects the grain boundaries, cleansing them of harmful impurities (oxygen, sulfur), as a result of which the processes of dislocation movement under conditions of applied loads change, which ensures an increase in the elastic limit and modulus elasticity.

При этом введение кальция до 0,001 мас.% не влияет благоприятно на границы зерен, что не обеспечивает повышение сопротивления микропластическим деформациям; содержание кальция свыше 0,02 мас.% не усваивается в процессе выплавки, что обусловлено низкой растворимостью кальция в стали, и, следовательно, не обеспечивает рост характеристик сопротивления микропластическим деформациям. Moreover, the introduction of calcium up to 0.001 wt.% Does not favorably affect the grain boundaries, which does not provide an increase in resistance to microplastic deformations; a calcium content in excess of 0.02 wt.% is not absorbed during the smelting process, which is due to the low solubility of calcium in steel, and, therefore, does not provide an increase in the characteristics of microplastic deformation resistance.

Для достижения поставленной задачи в сталь вводится 0,001-0,005 мас.% магния в комплексе с кальцием (0,001-0,02 мас.%), а также ванадием и медью в указанных пределах. Действие магния аналогично воздействию кальция, при этом комплексное влияние кальция и магния обеспечивает рафинирование границ зерен благодаря образованию глобулярных неметаллических включений (преимущественно оксисульфидов); введение магния повышает эффективность очищения границ кальцием. To achieve this, 0.001-0.005 wt.% Magnesium is introduced into steel in a complex with calcium (0.001-0.02 wt.%), As well as vanadium and copper within the specified limits. The action of magnesium is similar to that of calcium, while the complex effect of calcium and magnesium provides refinement of grain boundaries due to the formation of globular non-metallic inclusions (mainly oxysulfides); the introduction of magnesium increases the efficiency of border cleansing with calcium.

Содержание магния ниже 0,001 мас.% не оказывает влияния на сопротивление микропластическим деформациям, так как не обеспечивает достаточного очищения границ зерен от вредных примесей и соответственно не предотвращает блокировку дислокаций вредными примесями; введение магния свыше 0,005 мас.% сопряжено с трудностями при выплавке, заключающимися в появлении пироэффекта, а также ведет к снижению усвоения кальция и магния в стали и к снижению сопротивления малым пластическим деформациям. A magnesium content below 0.001 wt.% Does not affect the resistance to microplastic deformations, since it does not provide sufficient cleaning of grain boundaries from harmful impurities and, accordingly, does not prevent dislocation blocking by harmful impurities; the introduction of magnesium in excess of 0.005 wt.% is associated with difficulties in smelting, consisting in the appearance of the pyroeffect, and also leads to a decrease in the absorption of calcium and magnesium in steel and to a decrease in resistance to small plastic deformations.

Таким образом, введение ванадия, меди, кальция и магния в сталь предлагаемого состава приводит к увеличению сопротивления малым пластическим деформациям. Thus, the introduction of vanadium, copper, calcium and magnesium in the steel of the proposed composition leads to an increase in resistance to small plastic deformations.

Примеры конкретного выполнения. Examples of specific performance.

Сталь выплавлялась в дуговой электропечи емкостью 25 т. Заправка печи, завалка шихты, расплавление, окислительный и восстановительный периоды плавки осуществлялись по обычной технологии. Steel was smelted in an electric arc furnace with a capacity of 25 tons. The furnace was charged, the charge was charged, the melting, the oxidation and reduction periods of the smelting were carried out using conventional technology.

В процессе выпуска металла в ковш по мере наполнения ковша металлом до 1/3 присаживают кальций, по мере наполнения 2/3 ковша присаживают магний в количествах 240 г/т и 160 г/т соответственно. Химический состав полученной стали представлен в таблице. In the process of metal release, calcium is added to the bucket as the bucket is filled with metal up to 1/3; magnesium is added to the amount of 240 g / t and 160 g / t, as 2/3 of the bucket is filled, respectively. The chemical composition of the obtained steel is presented in the table.

Из стали по общепринятой технологии производили прокат диаметром 22 мм, из которого изготавливались образцы для изучения сопротивления малым пластическим деформациям. A steel with a standard diameter of 22 mm was rolled from steel, from which samples were made to study the resistance to small plastic deformations.

Определение предела упругости проводили в процессе одноосного распоряжения в соответствии с ГОСТ 1497-84. Модуль упругости определяли методом резонансных колебаний. The determination of the elastic limit was carried out in the process of uniaxial disposition in accordance with GOST 1497-84. The elastic modulus was determined by the method of resonance vibrations.

Результаты испытаний показывают, что предлагаемая сталь имеет более высокие характеристики сопротивления малым пластическим деформациям. The test results show that the proposed steel has higher characteristics of resistance to small plastic deformation.

Claims (1)

СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний и марганец, хром, никель, титан и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ванадий, медь, кальций и магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод 0,07 - 0,12
Кремний 0,50 - 0,80
Марганец 1,0 - 2,0
Хром 17,0 - 19,0
Никель 8,0 - 11,0
Титан 0,4 - 0,6
Ванадий 0,1 - 0,5
Медь 0,3 - 0,5
Кальций 0,001 - 0,2
Магний 0,001 - 0,005
Железо Остальное
STEEL containing carbon, silicon and manganese, chromium, nickel, titanium and iron, characterized in that it additionally contains vanadium, copper, calcium and magnesium in the following ratio, wt.%:
Carbon 0.07 - 0.12
Silicon 0.50 - 0.80
Manganese 1.0 - 2.0
Chrome 17.0 - 19.0
Nickel 8.0 - 11.0
Titanium 0.4 - 0.6
Vanadium 0.1 - 0.5
Copper 0.3 - 0.5
Calcium 0.001 - 0.2
Magnesium 0.001 - 0.005
Iron Else
SU5027278 1992-02-17 1992-02-17 Steel RU2015194C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5027278 RU2015194C1 (en) 1992-02-17 1992-02-17 Steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5027278 RU2015194C1 (en) 1992-02-17 1992-02-17 Steel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2015194C1 true RU2015194C1 (en) 1994-06-30

Family

ID=21596877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5027278 RU2015194C1 (en) 1992-02-17 1992-02-17 Steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2015194C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2173729C1 (en) * 2000-10-03 2001-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина" Austenitic corrosion resistant steel and product manufactured therefrom
RU2265079C2 (en) * 2000-08-07 2005-11-27 Эй Ти Ай Пропертиз, Инк. Treatment of surface for enhancing corrosion resistance of austenitic stainless steels

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 5632-72 /сталь 12Х18 HIOT/ *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2265079C2 (en) * 2000-08-07 2005-11-27 Эй Ти Ай Пропертиз, Инк. Treatment of surface for enhancing corrosion resistance of austenitic stainless steels
RU2173729C1 (en) * 2000-10-03 2001-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина" Austenitic corrosion resistant steel and product manufactured therefrom

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3055755A (en) Austenitic ductile iron having high notch ductility at low temperature
RU2015194C1 (en) Steel
Fox et al. Correlation of the damping capacity of cast iron with its mechanical properties and microstructure
US3459541A (en) Process for making nodular iron
US3137570A (en) Inoculating alloy
US3033676A (en) Nickel-containing inoculant
CA1042237A (en) Grey cast iron
RU2122600C1 (en) High-strength corrosion-resistant weldable steel for pressure vessels and pipelines
EP0077079B1 (en) Use of a non-magnetic alloy having high hardness for electromagnetic stirrer rolls
SU1752819A1 (en) Antifriction cast iron
RU2119547C1 (en) Highly strong cast iron
SU1097703A1 (en) Grey cast iron
SU1458416A1 (en) Cast iron
SU1668455A1 (en) Cast iron
SU1712449A1 (en) Cast iron
RU2034087C1 (en) Cast iron with vermicular graphite
SU1746888A3 (en) Mottled cast iron
SU1036787A1 (en) Cast iron
SU1068527A1 (en) Cast iron
SU1712448A1 (en) High-strength cast iron
RU2200767C2 (en) Alloy for microalloying and modification of steel
RU2061780C1 (en) Steel
RU2184793C2 (en) Corrosion-resisting steel
SU834203A1 (en) High-strength cast-iron
US1869497A (en) Process of treating molten ferrous metals and alloys with compositions containing "lithium-alkali" alloys and products resulting from such treatments