RU2139951C1 - High-temperature steel - Google Patents
High-temperature steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2139951C1 RU2139951C1 RU98121157A RU98121157A RU2139951C1 RU 2139951 C1 RU2139951 C1 RU 2139951C1 RU 98121157 A RU98121157 A RU 98121157A RU 98121157 A RU98121157 A RU 98121157A RU 2139951 C1 RU2139951 C1 RU 2139951C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- copper
- manganese
- nickel
- niobium
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 22
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 6
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 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 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002226 simultaneous effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 chromium carbides Chemical class 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000592 Ferroniobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZFGFKQDDQUAJQP-UHFFFAOYSA-N iron niobium Chemical compound [Fe].[Fe].[Nb] ZFGFKQDDQUAJQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству, в частности к разработке составов жаропрочной стали. The invention relates to foundry, in particular to the development of compositions of heat-resistant steel.
Техническая задача изобретения - повышение прочностных свойств при высоких температурах. The technical task of the invention is to increase the strength properties at high temperatures.
Наиболее близким аналогом является нержавеющая жаропрочная аустенитная сталь, известная из патента Франции FR 2281994 AI от 12.03.76. The closest analogue is stainless heat-resistant austenitic steel, known from French patent FR 2281994 AI from 12.03.76.
Известная сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - 0,2 - 0,5
Кремний - до 2,0
Марганец - 0,01 - 3,0
Хром - 18 - 35, предпочтительно 23 - 26
Никель - 0,01 - 15, предпочтительно 2 - 10
Азот - 0.3 - 1,0
Ниобий или ванадий - до 2,0
Сера - до 0,4
Фосфор - до 0,1
Железо - остальное
Известную сталь используют, например для изготовления деталей клапанов дизельных и бензиновых двигателей, работающих при температурах до 870oC, однако при нагреве до температур 900-1100oC происходит значительное разупрочнение стали вследствие распада карбидов хрома, обладающих невысокой термической стойкостью. Следствием этого являются возникновение движения незакрепленных дислокаций, что вызывает рост скорости ползучести и суммарную деформацию, приводящую к разрушению материала. Кроме того, известная сталь не является структурно стабильной в процессе работы в условиях циклических теплосмен. При нагреве карбиды хрома растворяются в аустенитной матрице, а при охлаждении происходит их вторичное выделение. Этот процесс сопровождается появлением фазовых напряжений, ускоряющих разрушение материала.Known steel contains components in the following ratio, wt.%:
Carbon - 0.2 - 0.5
Silicon - up to 2.0
Manganese - 0.01 - 3.0
Chrome - 18 - 35, preferably 23 - 26
Nickel - 0.01 to 15, preferably 2 to 10
Nitrogen - 0.3 - 1.0
Niobium or Vanadium - up to 2.0
Sulfur - up to 0.4
Phosphorus - up to 0.1
Iron - the rest
Known steel is used, for example, for the manufacture of valve parts of diesel and gasoline engines operating at temperatures up to 870 o C, however, when heated to temperatures of 900-1100 o C, there is a significant softening of steel due to the decomposition of chromium carbides with low thermal resistance. The consequence of this is the occurrence of the motion of unfastened dislocations, which causes an increase in the creep rate and the total deformation, leading to the destruction of the material. In addition, the known steel is not structurally stable during operation under cyclic heat transfer conditions. When heated, chromium carbides dissolve in the austenitic matrix, and upon cooling, their secondary evolution occurs. This process is accompanied by the appearance of phase stresses accelerating the destruction of the material.
Технической задачей изобретения является создание жаропрочной аустенитной стали повышенной прочности для работы при высоких температурах в условиях одновременного воздействия циклических теплосмен и значительных контактных нагрузок. An object of the invention is the creation of heat-resistant austenitic steel of increased strength for operation at high temperatures under conditions of simultaneous exposure to cyclic heat transfer and significant contact loads.
Эта цель достигается тем, что жаропрочная аустенитная сталь, содержащая углерод, кремний, маргенец, никель, хром, ниобий и железо содержит дополнительно медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,2 - 0,45
Кремний - до 1,5
Марганец - 2 - 4
Хром - 23 - 26
Никель - 9 - 11
Медь - 0,7 - 1,0
Ниобий - 0,6 - 1,1
при этом содержание в ней серы и фосфора не превышает 0,03 мас.% каждого.This goal is achieved by the fact that heat-resistant austenitic steel containing carbon, silicon, manganese, nickel, chromium, niobium and iron additionally contains copper in the following ratio of components, wt.%:
Carbon - 0.2 - 0.45
Silicon - up to 1.5
Manganese - 2 - 4
Chrome - 23 - 26
Nickel - 9 - 11
Copper - 0.7 - 1.0
Niobium - 0.6 - 1.1
while the content of sulfur and phosphorus in it does not exceed 0.03 wt.% each.
Повышение прочностных свойств достигается за счет введения в состав стали меди и повышения содержания марганца. Введение меди и повышение содержания марганца до 2-4% позволяет стабилизировать и упрочнить аустенит, что повышает прочностные свойства стали как при низких, так и при высоких температурах. The increase in strength properties is achieved by introducing copper into the composition of the steel and increasing the manganese content. The introduction of copper and an increase in the manganese content to 2-4% makes it possible to stabilize and harden austenite, which increases the strength properties of steel at both low and high temperatures.
Сравнительный анализ признаков, отличающих данное предложение от известных в данной области технических решений, показал, что в данном сочетании проявляется новое свойство - повышение прочностных свойств при высоких температурах. A comparative analysis of the features that distinguish this proposal from well-known technical solutions in the field showed that in this combination a new property is manifested - an increase in strength properties at high temperatures.
Ниже приведен пример осуществления процесса получения жаропрочной стали. The following is an example of a heat-resistant steel production process.
Предложенную сталь выплавляли в индукционной тигельной печи емкостью 1 т с кислой футеровкой. В качестве шихтовых компонентов использовались гостированные ферросплавы, материалы. В печь загружали стальной лом, феррохром и никель. После расплавления и снятия шлака в расплав присаживались феррониобий и медь. Перед выпуском металла в печь вводился ферромарганец. Температура выдачи металла из печи 1540 - 1560oC. Образцы для механических испытаний заливались в песчано-глинистые формы при температуре 1430 - 1470oC.The proposed steel was smelted in an induction crucible furnace with a capacity of 1 ton with acid lining. As charge components, guest ferroalloys and materials were used. Steel scrap, ferrochrome and nickel were charged into the furnace. After melting and slag removal, ferroniobium and copper were deposited in the melt. Before the metal was released, ferromanganese was introduced into the furnace. The temperature of the discharge of metal from the furnace 1540 - 1560 o C. Samples for mechanical testing were poured into sand-clay molds at a temperature of 1430 - 1470 o C.
Химический состав предложенной и известной стали и их механических свойств приведены в таблицах 1 и 2 соответственно. По данным таблицы 2 следует, что сталь предложенного состава благодаря дополнительному вводу меди и повышению содержания Mn обеспечивает повышение прочностных свойств при высоких температурах. The chemical composition of the proposed and known steel and their mechanical properties are shown in tables 1 and 2, respectively. According to table 2, it follows that the steel of the proposed composition due to the additional input of copper and an increase in the content of Mn provides an increase in strength properties at high temperatures.
Литература
ГОСТ 977-88. Отливки стальные.Literature
GOST 977-88. Steel castings.
Claims (1)
Углерод - 0,2 - 0,45
Кремний - До 1,5
Марганец - 2 - 4
Хром - 23 - 26
Никель - 9 - 11
Медь - 0,7 - 1,0
Ниобий - 0,6 - 1,1
Железо - Остальное
2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что содержание в ней серы и фосфора не превышает 0,03 мас.% каждого.1. Heat-resistant austenitic steel containing carbon, silicon, manganese, nickel, chromium, niobium and iron, characterized in that it additionally contains copper in the following ratio of components, wt.%:
Carbon - 0.2 - 0.45
Silicon - Up to 1.5
Manganese - 2 - 4
Chrome - 23 - 26
Nickel - 9 - 11
Copper - 0.7 - 1.0
Niobium - 0.6 - 1.1
Iron - Else
2. Steel according to claim 1, characterized in that the content of sulfur and phosphorus in it does not exceed 0.03 wt.% Each.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98121157A RU2139951C1 (en) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | High-temperature steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98121157A RU2139951C1 (en) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | High-temperature steel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2139951C1 true RU2139951C1 (en) | 1999-10-20 |
Family
ID=20212609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98121157A RU2139951C1 (en) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | High-temperature steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2139951C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2205888C2 (en) * | 2001-04-23 | 2003-06-10 | Колганов Вячеслав Николаевич | High-temperature steel |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3900316A (en) * | 1972-08-01 | 1975-08-19 | Int Nickel Co | Castable nickel-chromium stainless steel |
| FR2281994A1 (en) * | 1974-08-12 | 1976-03-12 | Armco Steel Corp | AUSTENITIC STAINLESS STEEL |
| DE3405078A1 (en) * | 1983-02-15 | 1984-08-23 | Jgc Corp., Tokio/Tokyo | CORROSION-RESISTANT, NON-RUSTING CAST STEEL FOR USE AT LOW TEMPERATURES |
| SU1421802A1 (en) * | 1987-03-23 | 1988-09-07 | Научно-производственное объединение по технологии машиностроения для животноводства и кормопроизводства "РостНИИТМ" | Refractory foundry steel |
| SU1622419A1 (en) * | 1989-01-03 | 1991-01-23 | Белорусский технологический институт им.С.М.Кирова | Refractory austenite cast steel |
| EP0457658A1 (en) * | 1990-05-17 | 1991-11-21 | Creusot Loire Industrie | Stainless steel for use in native water environments |
| US5242655A (en) * | 1990-02-26 | 1993-09-07 | Sandvik A.B. | Stainless steel |
| EP0573335A1 (en) * | 1992-06-04 | 1993-12-08 | Aubert et Duval S.A. | Stainless steel composition for construction parts, used in high vacuum and at low temperature |
| RU2022051C1 (en) * | 1991-12-17 | 1994-10-30 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Steel |
| RU2048589C1 (en) * | 1994-01-19 | 1995-11-20 | Акционерное общество открытого типа "Бумагоделательного машиностроения" | Steel |
| RU2048590C1 (en) * | 1994-01-19 | 1995-11-20 | Акционерное общество открытого типа "Бумагоделательного машиностроения" | Steel |
-
1998
- 1998-11-24 RU RU98121157A patent/RU2139951C1/en active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3900316A (en) * | 1972-08-01 | 1975-08-19 | Int Nickel Co | Castable nickel-chromium stainless steel |
| FR2281994A1 (en) * | 1974-08-12 | 1976-03-12 | Armco Steel Corp | AUSTENITIC STAINLESS STEEL |
| DE3405078A1 (en) * | 1983-02-15 | 1984-08-23 | Jgc Corp., Tokio/Tokyo | CORROSION-RESISTANT, NON-RUSTING CAST STEEL FOR USE AT LOW TEMPERATURES |
| SU1421802A1 (en) * | 1987-03-23 | 1988-09-07 | Научно-производственное объединение по технологии машиностроения для животноводства и кормопроизводства "РостНИИТМ" | Refractory foundry steel |
| SU1622419A1 (en) * | 1989-01-03 | 1991-01-23 | Белорусский технологический институт им.С.М.Кирова | Refractory austenite cast steel |
| US5242655A (en) * | 1990-02-26 | 1993-09-07 | Sandvik A.B. | Stainless steel |
| EP0457658A1 (en) * | 1990-05-17 | 1991-11-21 | Creusot Loire Industrie | Stainless steel for use in native water environments |
| RU2022051C1 (en) * | 1991-12-17 | 1994-10-30 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Steel |
| EP0573335A1 (en) * | 1992-06-04 | 1993-12-08 | Aubert et Duval S.A. | Stainless steel composition for construction parts, used in high vacuum and at low temperature |
| RU2048589C1 (en) * | 1994-01-19 | 1995-11-20 | Акционерное общество открытого типа "Бумагоделательного машиностроения" | Steel |
| RU2048590C1 (en) * | 1994-01-19 | 1995-11-20 | Акционерное общество открытого типа "Бумагоделательного машиностроения" | Steel |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 977-88 на "Отливки стальные". - М.: Издательство стандартов, 1998, с.12 - 13, сталь 40Х24Н12СЛ. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2205888C2 (en) * | 2001-04-23 | 2003-06-10 | Колганов Вячеслав Николаевич | High-temperature steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105401066A (en) | Low-tin-silicon-molybdenum vermicular graphite cast iron and preparation method thereof | |
| RU2139951C1 (en) | High-temperature steel | |
| SU1573046A1 (en) | Low-silicon aluminium cast iron | |
| CN108588545B (en) | A kind of GGG70L spheroidal graphite cast-iron and preparation method thereof | |
| SU1388451A1 (en) | Thermoconsolidated cast iron for metal molds | |
| SU1686022A1 (en) | Cast iron for moulds | |
| SU1656005A1 (en) | Cast iron | |
| SU1723182A1 (en) | Cast iron with vermicular graphite | |
| SU1375673A1 (en) | Malleable cast iron | |
| SU1439147A1 (en) | Wear-resistant cast iron | |
| SU1693111A1 (en) | Cast iron | |
| SU1742351A1 (en) | Steel | |
| RU2831573C2 (en) | Alloy of ferrosilicon with vanadium and/or niobium, production of alloy of ferrosilicon with vanadium and/or niobium and its application | |
| SU1723188A1 (en) | Tool steel | |
| SU1504280A1 (en) | Casting iron | |
| SU1435648A1 (en) | High-strength cast iron | |
| SU765389A1 (en) | Charge for producing low-silicon ferrosilicium | |
| RU1803455C (en) | Master alloy for cast iron | |
| SU724591A1 (en) | Alloy for steel deoxidizing and alloying | |
| RU2156311C1 (en) | Method of production of rolled stock | |
| SU1388454A1 (en) | Malleable cast iron | |
| JPH01180942A (en) | Cast iron with high heat-insulating property | |
| SU1654365A1 (en) | Cast iron | |
| SU1537692A1 (en) | Method of producing cast iron | |
| SU1668450A1 (en) | Alloying composition for hot metal |