RU2116374C1 - Corrosion-resistant nonmagnetic wear-resistant steel - Google Patents
Corrosion-resistant nonmagnetic wear-resistant steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2116374C1 RU2116374C1 RU96124534/02A RU96124534A RU2116374C1 RU 2116374 C1 RU2116374 C1 RU 2116374C1 RU 96124534/02 A RU96124534/02 A RU 96124534/02A RU 96124534 A RU96124534 A RU 96124534A RU 2116374 C1 RU2116374 C1 RU 2116374C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- carbon
- chromium
- corrosion
- tantalum
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 38
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 24
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000010668 atopic eczema Diseases 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- -1 chromium carbides Chemical class 0.000 description 2
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 201000004624 Dermatitis Diseases 0.000 description 1
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000000172 allergic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007815 allergy Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007721 medicinal effect Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N methylidynetantalum Chemical compound [Ta]#C NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910003468 tantalcarbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к коррозионно-стойким нержавеющим сталям, предназначенным для медицинских целей, изготовления фармацевтического оборудования, инструмента, используемого в пищевой промышленности, контактирующего непосредственно с продуктами питания, и столовых приборов. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to corrosion-resistant stainless steels intended for medical purposes, the manufacture of pharmaceutical equipment, tools used in the food industry, in direct contact with food, and cutlery.
Известна нержавеющая коррозионно-стойкая сталь 08Х18Н10Т, содержащая ≤ 0,08%C, ≤ 0,8%Si, < 2,0% Mn, 17-19%Cr и 8,0-9,5%Ni и используемая для изготовления медицинского инструмента и столовых приборов (ОСТ 14-11-242-91. Приборы столовые и принадлежности кухонные из коррозионно-стойкой (нержавеющей) стали. Общие технические условия). Однако присутствие никеля в материалах, непосредственно контактирующих с человеческим организмом, крайне нежелательно, т.к. никель вызывает аллергические и канцерогенные реакции в организме и способствует развитию ряда заболеваний. Known stainless corrosion-resistant steel 08X18H10T, containing ≤ 0.08% C, ≤ 0.8% Si, <2.0% Mn, 17-19% Cr and 8.0-9.5% Ni and used for the manufacture of medical tools and cutlery (OST 14-11-242-91. Cutlery and kitchen utensils from corrosion-resistant (stainless) steel. General specifications). However, the presence of nickel in materials directly in contact with the human body is extremely undesirable, because Nickel causes allergic and carcinogenic reactions in the body and contributes to the development of a number of diseases.
Наиболее близкой по всей сущности к предлагаемому техническому решению является сталь, содержащая менее 0,08% углерода, не более 0,8% кремния, 12-21% хрома, 14-19% марганца, менее 3,5% никеля, 0,5-4,0% молибдена, не более 2,0% меди, и 0.2-0,8% азота (см. патент США N 5308577, кл.420-57 от 30.05-94 г.). The closest in essence to the proposed technical solution is steel containing less than 0.08% carbon, not more than 0.8% silicon, 12-21% chromium, 14-19% manganese, less than 3.5% nickel, 0.5 -4.0% molybdenum, not more than 2.0% copper, and 0.2-0.8% nitrogen (see US patent N 5308577, CL 420-57 from 05.05-94).
Однако эта сталь имеет целый ряд недостатков:
Во-первых, главным критерием, определяющим группу нержавеющих сталей, является хром. При содержании хрома менее 14% в стали ее нельзя называть нержавеющей и коррозионно-стойкой.However, this steel has a number of disadvantages:
Firstly, the main criterion defining the group of stainless steels is chrome. With a chromium content of less than 14% in steel, it cannot be called stainless and corrosion resistant.
Во-вторых, пределы содержания по хрому и марганцу так широки, что охватывают несколько групп марок сталей (согласно диаграмме нержавеющих сталей Шиффлера), в том числе стали ферритного и аутенито-ферритного классов. Присутствие феррита в структуре стали или появление его в результате провоцирующего нагрева свидетельствует о том, что сталь обладает магнитными свойствами. Secondly, the limits for chromium and manganese are so wide that they cover several groups of steel grades (according to the Schiffler stainless steel diagram), including ferritic and authenitic-ferritic grades. The presence of ferrite in the structure of steel or its appearance as a result of provoking heating indicates that steel has magnetic properties.
Приведенных выше двух этих причин уже достаточно, чтобы считать сталь непригодной для медицинских целей, фармацевтического оборудования и инструмента, столовых приборов. The above two reasons are already enough to consider steel unsuitable for medical purposes, pharmaceutical equipment and tools, cutlery.
Цель изобретения - создание немагнитной коррозионно= и износостойкой хорошо обрабатываемой стали для медицины, фармацевтической и пищевой промышленности. The purpose of the invention is the creation of non-magnetic corrosion = and wear-resistant well-machined steel for medicine, pharmaceutical and food industries.
Поставленная цель достигается тем, что в сталь, содержащую углерод, хром, марганец, кремний, молибден, никель, медь, дополнительно вводят тантал при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,03... 0,10
Хром - 14,0... 17,0
Марганец - 14,0... 19,0
Кремний - 0,01... 0,8
Молибден - 0,5... 1,5
Никель - 0,2... 1,0
Медь - 0,8... 1,2
Тантал - 0,01... 0,45
Азот - 0,17... 0,26
Железо - Остальное
причем содержание хрома, молибдена и марганца устанавливают по следующему уравнению:
(%Cr + %Mo)/% Mn = 0,8 - 1,3 а сумма содержаний углерода и азота не должна превышать 0,20... 0.36%.This goal is achieved by the fact that in steel containing carbon, chromium, manganese, silicon, molybdenum, nickel, copper, tantalum is additionally introduced in the following ratio of components, wt.%:
Carbon - 0.03 ... 0.10
Chrome - 14.0 ... 17.0
Manganese - 14.0 ... 19.0
Silicon - 0.01 ... 0.8
Molybdenum - 0.5 ... 1.5
Nickel - 0.2 ... 1.0
Copper - 0.8 ... 1.2
Tantalum - 0.01 ... 0.45
Nitrogen - 0.17 ... 0.26
Iron - Else
and the content of chromium, molybdenum and manganese is set according to the following equation:
(% Cr +% Mo) /% Mn = 0.8 - 1.3 and the sum of the contents of carbon and nitrogen should not exceed 0.20 ... 0.36%.
Сталь может дополнительно содержать ниобий в количестве 0,01... 0.32%, при этом соотношение между содержанием углерода, тантала и ниобия определяют по уравнению %Nb = 8(%C - 0,03 - %Ta/15)
Легирование танталом способствует образованию карбида тантала и предотвращает образование карбидов хрома, т.е. обеднение хромом твердого раствора, а следовательно, способствует повышению коррозионной стойкости стали. При содержании тантала менее 0,01% количество углерода, выводимое из твердого раствора, очень мало и эффекта повышения коррозионной стойкости не наблюдается. При содержании тантала выше 0,45% может появиться ферритная (магнитная) фаза в металле и резко возрастает стоимость стали.Steel may additionally contain niobium in an amount of 0.01 ... 0.32%, while the ratio between the content of carbon, tantalum and niobium is determined by the equation% Nb = 8 (% C - 0.03 -% Ta / 15)
Doping with tantalum promotes the formation of tantalum carbide and prevents the formation of chromium carbides, i.e. depletion of chromium in a solid solution, and therefore, contributes to an increase in the corrosion resistance of steel. When the tantalum content is less than 0.01%, the amount of carbon removed from the solid solution is very small and the effect of increasing corrosion resistance is not observed. When the tantalum content is above 0.45%, a ferrite (magnetic) phase may appear in the metal and the cost of steel increases sharply.
Введение в сплав ниобия также обеспечивает повышение его коррозионной стойкости за счет выведения углерода из твердого раствора. The introduction of niobium into the alloy also provides an increase in its corrosion resistance by removing carbon from the solid solution.
Уравнение %Nb = 8(%C - 0,03 -%Ta/15) регулирует соотношение между углеродом, танталом и ниобием в стали. The equation% Nb = 8 (% C - 0.03 -% Ta / 15) controls the ratio between carbon, tantalum and niobium in steel.
Если %Nb < 8(%C -0,03 - %Ta/15), карбидообразующее влияние тантала и ниобия недостаточно для предотвращения образования карбидов хрома. If% Nb <8 (% C -0.03 -% Ta / 15), the carbide-forming effect of tantalum and niobium is insufficient to prevent the formation of chromium carbides.
Если %Nb > 8(%C - 0,03 - %Ta/15), возможно образование ферромагнитной фазы. If% Nb> 8 (% C - 0.03 -% Ta / 15), the formation of a ferromagnetic phase is possible.
Увеличение содержания хрома в стали по сравнению с прототипом, как отмечалось выше, связано с повышением коррозионной стойкости. The increase in the chromium content in steel compared with the prototype, as noted above, is associated with an increase in corrosion resistance.
Если содержание хрома менее 14%, сталь не является нержавеющей. If the chromium content is less than 14%, the steel is not stainless.
При содержании хрома выше 17% возрастает вероятность появления устойчивой ферритной составляющей в структуре. When the chromium content is above 17%, the likelihood of a stable ferrite component in the structure increases.
Соотношение (%Cr + %Mo)/%Mn = 0,8-1,3 регулирует содержание основных легирующих элементов в металле с точки зрения получения аустенитной структуры и достижения необходимой коррозионной стойкости. The ratio (% Cr +% Mo) /% Mn = 0.8-1.3 regulates the content of the main alloying elements in the metal from the point of view of obtaining an austenitic structure and achieving the necessary corrosion resistance.
Если (%Cr + %Mo)/%Mn < 0,8, коррозионная стойкость материала из-за недостатка хрома может оказаться недостаточной; если (% Cr+%Mo)/ %Mn> 1,3 - в стали появляется ферритная составляющая. If (% Cr +% Mo) /% Mn <0.8, the corrosion resistance of the material due to a lack of chromium may be insufficient; if (% Cr +% Mo) /% Mn> 1.3, a ferrite component appears in the steel.
Верхний предел содержания углерода, равный 0,1%, позволяет расширить технологические возможности выплавки. The upper limit of carbon content, equal to 0.1%, allows you to expand the technological capabilities of smelting.
При содержании азота менее 0,17% невозможно получить стабильную аустенитную структуру, при содержании его выше 0,26% - значительно повышается твердость стали и ухудшается ее технологичность. With a nitrogen content of less than 0.17%, it is impossible to obtain a stable austenitic structure, with a content of it higher than 0.26%, the hardness of the steel significantly increases and its processability deteriorates.
Ограничения по суммарному содержанию углерода и азота имеют целью закрепление аустенитной структуры при высокой коррозионной стойкости и технологичности материала. Limitations on the total carbon and nitrogen content are aimed at fixing the austenitic structure with high corrosion resistance and processability of the material.
Если %C + %N < 0,2%, при заданном количестве основных легирующих не удается получить аустенитную структуру; если %C + % N > 0,36%, из-за существенного повышения содержания азота и соответствующего роста твердости возникают затруднения при обработке, а если сумма растет за счет углерода - снижается коррозионная стойкость. If% C +% N <0.2%, for a given number of main alloyers, it is not possible to obtain an austenitic structure; if% C +% N> 0.36%, due to a significant increase in the nitrogen content and a corresponding increase in hardness, difficulties arise during processing, and if the amount increases due to carbon, the corrosion resistance decreases.
Содержание никеля в стали ограничивается, так как превышение концентрации больше 1% может привести к нежелательным реакциям человеческого организма (аллергия, экзема и т.п.) при его непосредственном контакте с металлом. Нижний предел содержания никеля определяется технологическими соображениями. The nickel content in steel is limited, since exceeding the concentration of more than 1% can lead to undesirable reactions of the human body (allergies, eczema, etc.) when it is in direct contact with the metal. The lower limit for nickel is determined by technological considerations.
Молибден в количестве 0,5 - 1,5% вводят для повышения коррозионной стойкости материала. При %Mo < 0,5% коррозионная стойкость может оказаться недостаточной, если % Mo > 1,5% - при некоторых соотношениях между основными легирующими возможно образование магнитной фазы. Molybdenum in an amount of 0.5 - 1.5% is introduced to increase the corrosion resistance of the material. At% Mo <0.5%, the corrosion resistance may be insufficient, if% Mo> 1.5%, the formation of a magnetic phase is possible at certain ratios between the main alloying materials.
Примеры составов сплавов приведены в таблице 1, данные по структуре сведены в таблицу 2, а механические свойства - в таблицу 3. В этих таблицах приведены данные исследований, выполненных на прутках диаметром 14,0 мм, полученных посредством свободной ковки слитков диаметром 80 мм при температуре 1200-1250oC.Examples of alloy compositions are shown in table 1, structural data are summarized in table 2, and mechanical properties are shown in table 3. These tables show the data of studies performed on bars with a diameter of 14.0 mm, obtained by free forging of ingots with a diameter of 80 mm at a temperature 1200-1250 o C.
Из таблиц 1 и 2 видно, что сплавы-прототипы удовлетворяют по составу и соотношениям между легирующими заданным в патенте ограничениям, но не удовлетворяют ограничительным требованиям настоящей заявки. From tables 1 and 2 it is seen that the prototype alloys satisfy the composition and ratios between alloying restrictions specified in the patent, but do not satisfy the restrictive requirements of this application.
Из таблицы 3 следует, что стали-прототипы не дают однофазной аустенитной структуры после провоцирующего нагрева и в отдельных случаях - после закалки. From table 3 it follows that the prototype steel does not give a single-phase austenitic structure after provoking heating and in some cases after quenching.
Пример 1. Определение механических свойств. Example 1. Determination of mechanical properties.
Механические свойства определяли на пятикратных образцах диаметром 5,0 мм. Образцы вырезали из прутков диаметром 14 мм, полученных методом горячей ковки слитков. Перед изготовлением образцов горячекованые прутки закаливали от 1150oC в воде. Испытания проведены при комнатной температуры; скорость движения подвижного захвата испытательной машины составляла 2,0 мм/мин; скорость деформации - порядка 10-3с-1. От каждого сплава испытано по шесть образцов.Mechanical properties were determined on five-fold samples with a diameter of 5.0 mm. Samples were cut from bars with a diameter of 14 mm obtained by hot forging of ingots. Before making the samples, the hot-rolled bars were quenched from 1150 o C in water. Tests carried out at room temperature; the speed of the movable gripper of the test machine was 2.0 mm / min; the strain rate is about 10 −3 s −1 . Six samples were tested from each alloy.
Результаты испытаний приведены в таблице 4. The test results are shown in table 4.
Как видно из приведенных результатов, предлагаемый материал и прототип имеют близкие механические свойства, различающиеся в пределах разброса. As can be seen from the above results, the proposed material and prototype have similar mechanical properties that vary within the range.
Пример 2. Определение коррозионных свойств. Example 2. Determination of corrosion properties.
Испытания на стойкость против межкристаллитной коррозии проводили по методу АМ ГОСТ 6032-89. В качестве объекта исследования использовали горячекованые цилиндрические прутки диаметром 14,0 мм из сталей N 1-3 (предлагаемые) и 4 (прототип). Испытания проводили после закалки от 1150oC в воду и после провоцирующего нагрева при 650oC - 2 часа. Из термообработанных прутков вырезали плоские образцы размерами h • b • 1 = 2•10•80 мм. Контролируемые поверхности образцов шлифовали до RA ≤ 0,8 мкм, где RА- параметр шероховатости. Обезжиривание перед испытаниями проводили в ацетоне марки ЧДА.Tests for resistance to intergranular corrosion were carried out according to the method of AM GOST 6032-89. As the object of study used hot-rolled cylindrical rods with a diameter of 14.0 mm from steels N 1-3 (proposed) and 4 (prototype). The tests were carried out after quenching from 1150 o C in water and after provoking heating at 650 o C - 2 hours. Flat samples of dimensions h • b • 1 = 2 • 10 • 80 mm were cut from heat-treated rods. The controlled surfaces of the samples were ground to R A ≤ 0.8 μm, where R A is the roughness parameter. Degreasing before testing was carried out in acetone grade ChDA.
От каждой стали испытано по 6 образцов. Образцы выдерживали в кипящем водном растворе сернокислой меди и серной кислоты в присутствии металлической меди (1000 см3 воды, 130 г сернокислой меди и 120 см3 серной кислоты). Продолжительность выдержки при испытаниях составляла 24 часа. Извлеченные из раствора образцы промывали в 20% р-ре HNO3, а затем - в воде и изгибали на 90oC на испытательной машине 1231 НИКИМП на оправке с радиусом закругления 2,0 мм. Осмотр изогнутых образцов проводили с помощью лупы при увеличении 12x. Результаты контроля приведены в таблице 5.From each steel, 6 samples were tested. The samples were kept in a boiling aqueous solution of copper sulfate and sulfuric acid in the presence of metallic copper (1000 cm 3 of water, 130 g of copper sulfate and 120 cm 3 of sulfuric acid). The exposure time during the tests was 24 hours. The samples extracted from the solution were washed in 20% HNO 3 solution, and then in water and bent 90 ° C on a NIKIMP testing machine 1231 on a mandrel with a radius of curvature of 2.0 mm. Inspection of curved samples was carried out using a magnifier with a magnification of 12 x . The control results are shown in table 5.
Таким образом, сталь - прототип (сплав N 4) обнаруживает повышенную сравнительно с предлагаемыми сплавами склонность к МКК, особенно в состоянии после провоцирующего нагрева. Предлагаемые стали склонности к МКК по методу АМ не обнаруживают. Thus, the prototype steel (alloy N 4) exhibits an increased tendency to MCC compared with the proposed alloys, especially in the state after provoking heating. The proposed steels are not prone to MCC by the AM method.
Металлографическое исследование стойкости против МКК по методу АМ. Metallographic study of resistance against MCC according to the AM method.
Металлографическое исследование проводили на пластинах, вырезанных из неизогнутых участков указанных выше образцов. Образцы-шлифы вырезали в направлении, перпендикулярном контролируемой поверхности, причем плоскость реза являлась плоскостью шлифа. Длина шлифа по контролируемой поверхности составляла 20 мм. Наличие и глубину МКК проверяли на шлифах, отобранных от всех образов, испытанных на изгиб. Анализ проводили путем микроскопического исследования нетравленых шлифов при увеличении 250x. На образцах, отобранных от предлагаемых сплавов в закаленном состоянии, коррозионного растрескивания не наблюдали. Отдельные коррозионные трещины, не превышавшие в глубину 5-10 мкм, что согласно ГОСТ 6032-89 не является признаком коррозии, наблюдали только в образцах, подвергнутых провоцирующему нагреву. На образцах из сплава-прототипа (N4) в закаленном состоянии наблюдаются отдельные коррозионные трещины, проникающие на глубину до 40 мкм, что является признаком коррозии. После провоцирующего нагрева 4 из 6 испытанных образов стали-прототипа оказываются пораженными трещинами глубиной до 50-60 мкм. Следовательно, в отличие от предлагаемой стали, сталь-прототип в закаленном состоянии обладает пониженной сопротивляемостью МКК, а в состоянии после провоцирующего нагрева - не отвечает требованиям ГОСТ по коррозионной стойкости. Предлагаемая сталь как в закаленном, так и дополнительно нагретом состоянии удовлетворяет требованиям ГОСТ 6032-89 в отношении коррозионной устойчивости по методу АМ.A metallographic study was carried out on plates cut from non-bent sections of the above specimens. The thin sections were cut in the direction perpendicular to the surface to be monitored, with the cutting plane being the thin section. The length of the section along the controlled surface was 20 mm. The presence and depth of the IWC was checked on thin sections selected from all images tested for bending. The analysis was performed by microscopic examination of etched sections at a magnification of 250 x . On samples taken from the proposed alloys in the quenched state, corrosion cracking was not observed. Separate corrosion cracks not exceeding a depth of 5-10 μm, which according to GOST 6032-89 is not a sign of corrosion, were observed only in samples subjected to provoking heating. On samples of the prototype alloy (N4) in the quenched state, individual corrosion cracks are observed, penetrating to a depth of 40 μm, which is a sign of corrosion. After provoking heating, 4 out of 6 tested images of the prototype steel turn out to be affected by cracks up to 50-60 microns deep. Therefore, in contrast to the proposed steel, the prototype steel in the quenched state has a reduced resistance to MKK, and in the state after provoking heating it does not meet the requirements of GOST for corrosion resistance. The proposed steel both in the quenched and additionally heated state satisfies the requirements of GOST 6032-89 with regard to corrosion resistance by the AM method.
Пример 3. Определение медицинских свойств. Example 3. Determination of medical properties.
По международным стандартам, в частности ISO/TR 10271:1993(E), все металлические материалы, работающие во внешнем или внутреннем контакте с человеческим организмом, тестируются на выход металлических ионов в модельную среду. В соответствии с требованиями стандарта проводили испытания предлагаемых сталей (NN1-3), стали-прототипа (N5) и стандартно применяемой для бытовых и медицинских целей стали 1Х18Н10Т. Определяли выход металлических ионов в раствор после выдержки в лимонной кислоте и дистиллированной воде. Испытания проводили в термостате при температуре 37oC с выдержкой в течение 2 недель. Наличие металлических ионов в жидкостных вытяжках определялось атомно-адсорбционным методом. Испытывали образцы с помощью поверхности 32 см2. В качестве эталона для оценки результатов анализа приняты данные о предельно допустимых концентрациях металлических ионов в питьевой воде (ПДК по ГОСТ 2874-82). Результаты проверки приведены в таблице 6.According to international standards, in particular ISO / TR 10271: 1993 (E), all metallic materials working in external or internal contact with the human body are tested for the release of metal ions into the model medium. In accordance with the requirements of the standard, we tested the proposed steels (NN1-3), prototype steel (N5), and 1Х18Н10Т steel, which is standardly used for domestic and medical purposes. The yield of metal ions in the solution was determined after exposure to citric acid and distilled water. The tests were carried out in a thermostat at a temperature of 37 o C with exposure for 2 weeks. The presence of metal ions in liquid extracts was determined by the atomic adsorption method. Samples were tested using a surface of 32 cm 2 . As a standard for evaluating the results of the analysis, data on the maximum permissible concentrations of metal ions in drinking water (MPC according to GOST 2874-82) were adopted. The verification results are shown in table 6.
Из приведенных данных видно:
содержание металлических ионов в вытяжках из предлагаемых сплавов не превышает норм ПДК как к лимонной кислоте, так и в дистиллированной воде;
вытяжки из сплава-прототипа не укладываются в нормы ПДК по содержанию хрома и молибдена в случае испытаний в лимонной кислоте.From the above data you can see:
the content of metal ions in extracts from the proposed alloys does not exceed the MPC norms for both citric acid and distilled water;
extracts from the prototype alloy do not fit the MPC standards for the content of chromium and molybdenum in the case of tests in citric acid.
Следовательно, предлагаемые составы превосходят стали-прототипы по устойчивости против выхода металлических ионов в модельную среду. Therefore, the proposed compositions are superior to steel prototypes in stability against the release of metal ions in a model environment.
Claims (2)
Углерод - 0,03 - 0,1
Кремний - 0,01 - 0,08
Марганец - 14 - 19
Хром - 14 - 17
Никель - 0,2 - 1,0
Медь - 0,8 - 1,2
Молибден - 0,5 - 1,5
Азот - 0,17 - 0,26
Тантал - 0,01 - 0,45
Железо - Остальное
при этом содержание хрома, молибдена и марганца устанавливают по соотношению
(%Cr + %Mo)/%Mn = 0,8 - 1,36,
а сумма содержаний углерода и азота составляет 0,21 - 0,36%.1. Corrosion-resistant non-magnetic wear-resistant steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, copper, nitrogen and iron, characterized in that it additionally contains tantalum in the following ratio of components, wt.%:
Carbon - 0.03 - 0.1
Silicon - 0.01 - 0.08
Manganese - 14 - 19
Chrome - 14 - 17
Nickel - 0.2 - 1.0
Copper - 0.8 - 1.2
Molybdenum - 0.5 - 1.5
Nitrogen - 0.17 - 0.26
Tantalum - 0.01 - 0.45
Iron - Else
the content of chromium, molybdenum and manganese is determined by the ratio
(% Cr +% Mo) /% Mn = 0.8 - 1.36,
and the sum of the contents of carbon and nitrogen is 0.21 - 0.36%.
%Nb = 8(%C - 0,03 - %Ta/15).2. The steel according to claim 1, characterized in that it additionally contains niobium in an amount of 0.01 - 0.32%, and the content of carbon, niobium and tantalum is determined by the ratio
% Nb = 8 (% C - 0.03 -% Ta / 15).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96124534/02A RU2116374C1 (en) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | Corrosion-resistant nonmagnetic wear-resistant steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96124534/02A RU2116374C1 (en) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | Corrosion-resistant nonmagnetic wear-resistant steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2116374C1 true RU2116374C1 (en) | 1998-07-27 |
| RU96124534A RU96124534A (en) | 1999-02-10 |
Family
ID=20188649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96124534/02A RU2116374C1 (en) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | Corrosion-resistant nonmagnetic wear-resistant steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2116374C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2155821C1 (en) * | 1999-07-12 | 2000-09-10 | Кузнецов Евгений Васильевич | Heat resistant steel |
| WO2001004372A1 (en) * | 1999-07-12 | 2001-01-18 | Evgeny Vasilievich Kuznetsov | Heat-resistant high-temperature steel |
| RU2205889C1 (en) * | 2002-03-06 | 2003-06-10 | Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | High-strength non-magnetic corrosion resistant weldable steel |
| RU2258430C2 (en) * | 2003-01-27 | 2005-08-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности (Государственное научное учреждение) | Method for producing of gerontological diet product composition |
| RU2284365C1 (en) * | 2005-06-15 | 2006-09-27 | Институт металлургии и материаловедения Российской академии наук им. А.А. Байкова (ИМЕТ РАН) | Corrosion-resistant non-magnetic steel |
| RU2456906C2 (en) * | 2007-02-02 | 2012-07-27 | ВМФ Актиенгезелльшафт | Fine cutlery and/or serving utensils made of ferritic stainless steel with martensite surface layer |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2328546C2 (en) * | 2006-04-10 | 2008-07-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Steel |
-
1996
- 1996-12-25 RU RU96124534/02A patent/RU2116374C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2155821C1 (en) * | 1999-07-12 | 2000-09-10 | Кузнецов Евгений Васильевич | Heat resistant steel |
| WO2001004372A1 (en) * | 1999-07-12 | 2001-01-18 | Evgeny Vasilievich Kuznetsov | Heat-resistant high-temperature steel |
| RU2205889C1 (en) * | 2002-03-06 | 2003-06-10 | Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН | High-strength non-magnetic corrosion resistant weldable steel |
| RU2258430C2 (en) * | 2003-01-27 | 2005-08-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности (Государственное научное учреждение) | Method for producing of gerontological diet product composition |
| RU2284365C1 (en) * | 2005-06-15 | 2006-09-27 | Институт металлургии и материаловедения Российской академии наук им. А.А. Байкова (ИМЕТ РАН) | Corrosion-resistant non-magnetic steel |
| RU2456906C2 (en) * | 2007-02-02 | 2012-07-27 | ВМФ Актиенгезелльшафт | Fine cutlery and/or serving utensils made of ferritic stainless steel with martensite surface layer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6004653B2 (en) | Ferritic stainless steel wire, steel wire, and manufacturing method thereof | |
| JP7186859B2 (en) | Steel wire, its manufacturing method, and spring or medical wire product manufacturing method | |
| JP4915202B2 (en) | High nitrogen austenitic stainless steel | |
| KR100264494B1 (en) | Precipitation hardenable martensitic stainless steel | |
| US5094812A (en) | Austenitic, non-magnetic, stainless steel alloy | |
| JP3251022B2 (en) | Surgical needle | |
| KR900006870B1 (en) | Ferrite-austenitic stainless steel | |
| US5286310A (en) | Low nickel, copper containing chromium-nickel-manganese-copper-nitrogen austenitic stainless steel | |
| Read et al. | Fracture and strength properties of selected austenitic stainless steels at cryogenic temperatures | |
| JP2012516390A (en) | Stainless austenitic low Ni steel alloy | |
| US10718038B2 (en) | Two-phase alloy, product using said two-phase alloy, and method for producing said product | |
| JP6207513B2 (en) | Ferritic stainless steel wire with excellent cold forgeability and machinability | |
| WO2021033672A1 (en) | Duplex stainless steel material | |
| EP0280996B1 (en) | Austenitic stainless steel combining strength and resistance to intergranular corrosion | |
| KR101534424B1 (en) | Forged steel material for nuclear power generation devices, and welded structure for nuclear power generation devices | |
| RU2116374C1 (en) | Corrosion-resistant nonmagnetic wear-resistant steel | |
| Cigada et al. | Duplex stainless steels for osteosynthesis devices | |
| EP1131472A1 (en) | Cr-mn-ni-cu austenitic stainless steel | |
| US6918967B2 (en) | Corrosion resistant austenitic alloy | |
| AU2021259899B2 (en) | Austenitic stainless steel and spring | |
| JP2008127590A (en) | Austenitic stainless steel | |
| Niederhofer et al. | Influence of cold work on pitting corrosion and cavitation erosion of high interstitial FeCrMnCN austenites | |
| JP2023144727A (en) | Martensitic stainless steel hot rolled wire rod and its manufacturing method, and martensitic stainless steel annealed wire rod | |
| JP7609109B2 (en) | Austenitic stainless steel | |
| JP3425129B2 (en) | Free cutting alloy material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041226 |