[go: up one dir, main page]

RU2369657C1 - Corrosion-resistant steel of martensite class and item made out of this steel - Google Patents

Corrosion-resistant steel of martensite class and item made out of this steel Download PDF

Info

Publication number
RU2369657C1
RU2369657C1 RU2008145160/02A RU2008145160A RU2369657C1 RU 2369657 C1 RU2369657 C1 RU 2369657C1 RU 2008145160/02 A RU2008145160/02 A RU 2008145160/02A RU 2008145160 A RU2008145160 A RU 2008145160A RU 2369657 C1 RU2369657 C1 RU 2369657C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
corrosion
carbon
equiv
molybdenum
Prior art date
Application number
RU2008145160/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Семенович Литвак (RU)
Борис Семенович ЛИТВАК
Original Assignee
Закрытое акционерное общество Производственно Коммерческая Фирма "Проммет-сплав" (ЗАО ПКФ "Проммет-сплав")
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 Закрытое акционерное общество Производственно Коммерческая Фирма "Проммет-сплав" (ЗАО ПКФ "Проммет-сплав") filed Critical Закрытое акционерное общество Производственно Коммерческая Фирма "Проммет-сплав" (ЗАО ПКФ "Проммет-сплав")
Priority to RU2008145160/02A priority Critical patent/RU2369657C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2369657C1 publication Critical patent/RU2369657C1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to iron and steel metallurgy, particularly to compositions of corrosion-resistant high-carbon steel of martensite class, and also to items produced out of this steel. Steel contains carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, vanadium, sulphur, phosphorus, nickel, copper, nitrogen, titanium, iron and unavoidable impurities at the following ratio of components, wt %: carbon 0.70-0.75, silicon 0.20-1.20, manganese 0.20-1.0, chromium 15.0-17.0, molybdenum 0.50-0.80, vanadium 0.10-0.20, nickel 0.15-0.30, copper 0.10-0.30, nitrogen 0.01-0.07, titanium 0.01-0.10, sulphur 0.001-0.010, phosphorus 0.015-0.030, iron and unavoidable impurities - the rest. The following ratios are maintained: Cr/C=22-24 and Crequiv/Niequiv=0.75-0.90, where Crequiv=%Cr+1.5·%Si+4·%Ti+Mo+2·%V, and Niequiv=%Ni+0.5·%Mn+Cu+30·%C+N.
EFFECT: increased hardness, wear resistance, and processability at maintaining corrosion resistance in mediums of average corrosion activity.
5 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, а именно составам коррозионно-стойких высокоуглеродистых сталей мартенситного класса, а также к изделиям, выполненным из них.The invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to compositions of corrosion-resistant high-carbon steels of the martensitic class, as well as to products made from them.

Изделия - лист, сорт из предлагаемой стали, могут быть использованы для изготовления различных изделий, в том числе режущего инструмента (высококачественных ножей различного назначения, скальпелей, ножниц и т.д.) во многих отраслях промышленности (пищевой, мясной, медицинской, быту и др.).Products - a sheet, grade of the proposed steel, can be used for the manufacture of various products, including cutting tools (high-quality knives for various purposes, scalpels, scissors, etc.) in many industries (food, meat, medical, domestic and other).

В областях где от материала требуется сочетание высокой твердости и износостойкости, коррозионной стойкости в агрессивных средах (разбавленных уксусной и фосфорной кислотах, горячей водопроводной воде при температуре до 60°C с повышенным содержанием хлористого натрия и др.), для изготовления режущих инструментов используют мартенситные стали с высоким содержанием хрома (в пределах от 10 до 19%) и углерода (до 1,2%). Содержание хрома и углерода балансируют так, чтобы после закалки и отпуска обеспечить мартенситную структуру с требуемым уровнем твердости, прочности и коррозионной стойкости.In areas where the material requires a combination of high hardness and wear resistance, corrosion resistance in aggressive environments (diluted with acetic and phosphoric acids, hot tap water at temperatures up to 60 ° C with a high content of sodium chloride, etc.), martensitic steels are used for the manufacture of cutting tools with a high content of chromium (ranging from 10 to 19%) and carbon (up to 1.2%). The content of chromium and carbon is balanced so that after quenching and tempering, a martensitic structure with the required level of hardness, strength and corrosion resistance is provided.

Стойкость к коррозии в значительном числе агрессивных сред определяется в основном содержанием хрома в твердом растворе мартенсита (аустенита) стали и возрастает с увеличением его концентрации, особенно резко при переходе от 12 до 13%. Значение 13% является пороговым и обеспечивает коррозионную стойкость стали благодаря переходу ее в пассивное состояние.Corrosion resistance in a significant number of corrosive media is mainly determined by the chromium content in the solid solution of martensite (austenite) steel and increases with increasing concentration, especially sharply at a transition from 12 to 13%. The value of 13% is threshold and provides corrosion resistance of steel due to its transition to a passive state.

Содержание углерода в стали ответственно за ее твердость. В качестве дополнительных легирующих элементов используют молибден, ванадий, вольфрам, ниобий, титан.The carbon content of steel is responsible for its hardness. Molybdenum, vanadium, tungsten, niobium, and titanium are used as additional alloying elements.

Известна высокоуглеродистая мартенситная сталь для изготовления инструмента для холодной обработки.Known high carbon martensitic steel for the manufacture of tools for cold working.

Сталь содержит следующие компоненты, мас.%:Steel contains the following components, wt.%:

Углерод - 0,60-0,85Carbon - 0.60-0.85

(Кремний + алюминий) от следовых количеств - до 0,3(Silicon + aluminum) from trace amounts - up to 0.3

Марганец - 0,10-2,0Manganese - 0.10-2.0

Хром - 4,5-5,5Chrome - 4.5-5.5

Молибден - 1,5-2,6Molybdenum - 1.5-2.6

Вольфрам - максимум 1,0Tungsten - maximum 1.0

Ванадий - 0,42-0,65Vanadium - 0.42-0.65

Ниобий - максимум 0,1Niobium - maximum 0.1

Титан - максимум 0,1Titanium - maximum 0.1

Цирконий - максимум 0,1Zirconium - maximum 0.1

Кобальт - максимум 0,1Cobalt - maximum 0.1

Железо и неизбежные примеси - остальное.Iron and unavoidable impurities are the rest.

Сталь после закалки и высокотемпературного отпуска (при 500-600°C) имеет высокий уровень твердости (от 57 до 63HRC). Сталь обладает высокими механическими свойствами. Однако она не является коррозионно-стойкой, так как имеет в своем составе низкое содержание хрома (4,5-5,5%).Steel after quenching and high temperature tempering (at 500-600 ° C) has a high level of hardness (from 57 to 63HRC). Steel has high mechanical properties. However, it is not corrosion resistant, since it contains a low chromium content (4.5-5.5%).

(Патент РФ 2322531, МПК С22С 38/24, опубл. 27.07.2005 г.)(RF patent 2322531, IPC С22С 38/24, published on July 27, 2005)

Известна сталь японской фирмы Aichi Steel Works марки AUS-8 для изготовления разнообразных ножей с высокой износостойкостью и твердостью режущей кромкиKnown steel of the Japanese company Aichi Steel Works brand AUS-8 for the manufacture of a variety of knives with high wear resistance and hardness of the cutting edge

(60-61HRC), содержащая, мас.%:(60-61HRC), containing, wt.%:

Углерод - 0,70-0,75Carbon - 0.70-0.75

Кремний - максимум 1,0Silicon - maximum 1.0

Марганец - максимум 0,5Manganese - maximum 0.5

Хром - 13-14,5Chrome - 13-14.5

Молибден - 0,10-0,30Molybdenum - 0.10-0.30

Ванадий - 0,10-0,26Vanadium - 0.10-0.26

Никель - максимум 0,5Nickel - maximum 0.5

Железо и неизбежные примеси - остальное.Iron and unavoidable impurities are the rest.

Сталь, однако, недостаточно коррозионно-стойка в средах средней агрессивности вследствие того, что углерод, связывая хром в карбиды (типа M23C6), обедняет им твердый раствор ниже порогового уровня (13%).Steel, however, is not sufficiently corrosion resistant in medium-aggressive environments due to the fact that carbon, binding chromium to carbides (type M 23 C 6 ), impoverishes it with a solid solution below a threshold level (13%).

(Марьянко А.А. Справочное пособие «В помощь выбирающему нож» М.: Юниверсал Паблишинг Хаус, 2005 г. С.196.)(Maryanko A.A. Reference manual “To help a person who chooses a knife”, Moscow: Universal Publishing House, 2005, p.196.)

Известна коррозионно-стойкая сталь для режущего инструмента, содержащая, мас.%:Known corrosion-resistant steel for cutting tools, containing, wt.%:

Углерод - 0,65-1,15Carbon - 0.65-1.15

Кремний - 0,46-1,59Silicon - 0.46-1.59

Марганец - 0,15-0,55Manganese - 0.15-0.55

Хром - 13-18,6Chrome - 13-18.6

Молибден - 0,05-0,35Molybdenum - 0.05-0.35

Титан - 0,04-0,52Titanium - 0.04-0.52

Ванадий - 0,05-0,57Vanadium - 0.05-0.57

Алюминий - 0,001-0,05Aluminum - 0.001-0.05

Кальций - 0,001-0,05Calcium - 0.001-0.05

РЗМ - 0,01-0,12REM - 0.01-0.12

Железо - остальное.Iron is the rest.

(АС СССР №1081234, МПК С22С 38/50, 1982 г.)(USSR AS No. 1081234, IPC S22C 38/50, 1982)

Недостатком известной стали является низкая технологическая пластичность при горячей деформации. Кроме того, ввиду заявленных широких пределов содержания хрома (13-18,6%) и углерода (0,65-1,15%) ряд конкретных составов не обеспечивает требуемую коррозионную стойкость (например, 13% Cr и 1,15% C).A disadvantage of the known steel is the low technological ductility during hot deformation. In addition, due to the declared wide limits of the content of chromium (13-18.6%) and carbon (0.65-1.15%), a number of specific compositions do not provide the required corrosion resistance (for example, 13% Cr and 1.15% C) .

Прототипом изобретения - сталь и изделие, выполненное из него, - выбрана мартенситная сталь 50Х14МФ, из которой изготавливают режущий инструмент в медицинской (цельнометаллические скальпели, съемные лезвия и др.), пищевой (ножи) промышленности. Металлопродукция из данной стали (лист, лента, пруток) поставляется в отожженном состоянии. После полного отжига сталь имеет структуру зернистого перлита, твердость - 197-207НВ.The prototype of the invention is steel and a product made from it, 50X14MF martensitic steel is selected, from which the cutting tool is made in the medical (all-metal scalpels, removable blades, etc.), food (knives) industry. Metal products from this steel (sheet, tape, bar) are supplied in annealed condition. After complete annealing, the steel has the structure of granular perlite, and its hardness is 197–207НВ.

Сталь содержит следующие компоненты, мас.%:Steel contains the following components, wt.%:

Углерод - 0,48-0,55Carbon - 0.48-0.55

Кремний - ≤0,6Silicon - ≤0.6

Марганец - ≤0,6Manganese - ≤0.6

Хром - 14,0-15,0Chrome - 14.0-15.0

Молибден - 0,45-0,80Molybdenum - 0.45-0.80

Ванадий - 0,10-0,15Vanadium - 0.10-0.15

Сера - ≤0,030Sulfur - ≤0.030

Фосфор - ≤0,030Phosphorus - ≤0.030

Железо - остальное.Iron is the rest.

Нормированные значения твердости металлопродукции после закалки и отпуска не должны быть ниже 50HRC. Фактические значения ее колеблются в пределах 50-57HRC, что не всегда достаточно для обеспечения требуемой истираемости инструмента. К недостаткам данной стали можно также отнести пониженную технологичность при производстве металлопродукции.Normalized values of hardness of metal products after quenching and tempering should not be lower than 50HRC. Its actual values range from 50-57HRC, which is not always enough to ensure the required abrasion of the tool. The disadvantages of this steel can also include reduced manufacturability in the production of metal products.

(Шлямнев А.П., Свистунова Т.В., Сорокина Н.А. и др. Справочник «Коррозионно-стойкие, жаростойкие и высокопрочные стали и сплавы». М.: ПРОММЕТ-СПЛАВ, 2008, с.32-34).(Shlyamnev A.P., Svistunova T.V., Sorokina N.A. et al. Handbook “Corrosion-Resistant, Heat-Resistant and High Strength Steels and Alloys”. M: PROMMET-ALLOY, 2008, p. 32-34) .

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении технологичности стали при производстве металлопродукции, а также эксплуатационной стойкости изделий из нее, в том числе режущих инструментов с более высоким уровнем твердости и износостойкости при сохранении коррозионной стойкости.The problem to which the invention is directed, is to increase the manufacturability of steel in the manufacture of metal products, as well as the operational stability of products from it, including cutting tools with a higher level of hardness and wear resistance while maintaining corrosion resistance.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание новой стали мартенситного класса, имеющей сбалансированный химический состав, улучшенную структуру (включая уменьшение и измельчение неметаллических включений, повышение дисперсности структуры с равномерным распределением карбидов), повышенную твердость, износостойкость, технологичность по сравнению с известным аналогом при сохранении коррозионной стойкости в средах средней коррозионной активности, включая стойкость против питтинговой коррозии в хлоридсодержащих средах.The technical result of the present invention is the creation of a new martensitic steel with a balanced chemical composition, improved structure (including reduction and grinding of non-metallic inclusions, increased dispersion of the structure with a uniform distribution of carbides), increased hardness, wear resistance, processability compared to the known analogue while maintaining corrosion resistance in medium corrosive environments, including resistance to pitting corrosion in chloride-containing environments.

Указанный технический результат достигается тем, что коррозионно-стойкая сталь мартенситного класса, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, серу, фосфор и железо, согласно изобретению дополнительно содержит никель, медь, азот и титан, а также имеет повышенное содержание углерода и хрома и уменьшение содержания серы при следующем соотношении компонентов, мас.%:The specified technical result is achieved in that the corrosion-resistant martensitic steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, vanadium, sulfur, phosphorus and iron, according to the invention additionally contains nickel, copper, nitrogen and titanium, and also has a high content carbon and chromium and a decrease in sulfur content in the following ratio of components, wt.%:

Углерод - 0,70-0,75Carbon - 0.70-0.75

Кремний - 0,20-1,20Silicon - 0.20-1.20

Марганец - 0,20-1,0Manganese - 0.20-1.0

Хром - 15,0-17,0Chrome - 15.0-17.0

Молибден - 0,50-0,80Molybdenum - 0.50-0.80

Ванадий - 0,10-0,20Vanadium - 0.10-0.20

Никель - 0,15-0,30Nickel - 0.15-0.30

Медь - 0,10-0,30Copper - 0.10-0.30

Азот - 0,01-0,07Nitrogen - 0.01-0.07

Титан - 0,01-0,10Titanium - 0.01-0.10

Сера - 0,001-0,010Sulfur - 0.001-0.010

Фосфор - 0,015-0,030Phosphorus - 0.015-0.030

Железо - остальное,Iron is the rest

при выполнении следующих соотношений: Cr/C=22-24, Сrэкв/Niэкв=0,75-0,90, где Сrэкв=%Cr+1,5·%Si+4·%Ti+Mo+2·%V и Niэкв=%Ni+0,5·%Mn+Cu+30·%C+N.when the following ratios are fulfilled: Cr / C = 22-24, Cr equiv / Ni equiv = 0.75-0.90, where Cr equiv =% Cr + 1.5 ·% Si + 4 ·% Ti + Mo + 2 · % V and Ni equiv =% Ni + 0.5 ·% Mn + Cu + 30 ·% C + N.

Указанный технический результат достигается также тем, что изделия выполняются из коррозионно-стойкой стали вышеуказанного состава.The specified technical result is also achieved by the fact that the products are made of stainless steel of the above composition.

Изделия могут быть выполнены в виде листа или в виде прутков, которые используются для изготовления различных изделий, в том числе режущих инструментов с требуемым комплексом свойств.Products can be made in the form of a sheet or in the form of rods that are used for the manufacture of various products, including cutting tools with the required set of properties.

Основными легирующими элементами в стали являются углерод и хром.The main alloying elements in steel are carbon and chromium.

Содержание углерода менее 0,70% не обеспечивает необходимую твердость, а следовательно, режущие свойства. Содержание углерода более 0,75% приводит к образованию крупных избыточных карбидов и возможному их выкрашиванию при заточке режущего инструмента. Содержание углерода определяет твердость мартенсита после закалки.A carbon content of less than 0.70% does not provide the necessary hardness, and therefore, cutting properties. A carbon content of more than 0.75% leads to the formation of large excess carbides and their possible chipping during sharpening of the cutting tool. The carbon content determines the hardness of martensite after quenching.

Хром в количестве 15,0-17,0% (при отношении Cr/C=22-24) обеспечивает коррозионную стойкость режущего инструмента в закаленном и отпущенном состоянии в условиях эксплуатации в средах средней агрессивности.Chromium in the amount of 15.0-17.0% (with the ratio Cr / C = 22-24) provides the corrosion resistance of the cutting tool in the hardened and tempered condition under operating conditions in medium aggressive environments.

Молибден в заявленных пределах (0,50-0,80%) повышает стойкость стали против питтинговой коррозии в хлоридсодержащих средах, упрочняет твердый раствор, а также способствует уменьшению диффузионной подвижности атомов. Содержание молибдена менее 0,50% не в полной мере обеспечивает сохранение мелкозернистой структуры при высокотемпературном нагреве. При содержании более 0,80% снижается пластичность стали в закаленном состоянии.Molybdenum in the declared range (0.50-0.80%) increases the resistance of steel against pitting corrosion in chloride-containing environments, strengthens the solid solution, and also helps to reduce the diffusion mobility of atoms. A molybdenum content of less than 0.50% does not fully ensure the preservation of a fine-grained structure during high-temperature heating. When the content is more than 0.80%, the ductility of the steel in the hardened state decreases.

Ванадий улучшает равномерность распределения химических элементов в твердом растворе, способствует образованию термически устойчивых высокодисперсных карбидов и в сочетании с хромом и молибденом в заявленных пределах образует карбиды типа (Cr, Mo, V)23C6. Содержание ванадия менее 0,10% не оказывает существенного влияния на измельчение зерна. Содержание ванадия более 0,20% усиливает карбидную ликвацию, неустраняемую в интервале закалочных температур (1045-1100°C).Vanadium improves the uniform distribution of chemical elements in solid solution, promotes the formation of thermally stable finely dispersed carbides and, in combination with chromium and molybdenum, forms carbides of the type (Cr, Mo, V) 23 C 6 within the stated limits. A vanadium content of less than 0.10% does not significantly affect grain refinement. A vanadium content of more than 0.20% enhances carbide segregation, which cannot be eliminated in the range of quenching temperatures (1045-1100 ° C).

Марганец и никель повышают прокаливаемость и ударную вязкость стали, что особенно хорошо проявляется при одновременном присутствии их в твердом растворе. Наиболее положительное влияние их проявляется при совместном присутствии в пределах Mn=0,2-1,0% и Ni=0,15-0,30%. В сочетании с молибденом марганец образует мелкодисперсную структуру при закалке и увеличивает твердость. Марганец также обладает свойством связывать чрезвычайно низкие количества серы, присутствующие в стали, с образованием сульфидов марганца. Содержание марганца должно составлять 0,2-1,0%, предпочтительно 0,30-0,70%.Manganese and nickel increase the hardenability and toughness of steel, which is especially good when they are present in solid solution. Their most positive effect is manifested with a joint presence within Mn = 0.2-1.0% and Ni = 0.15-0.30%. In combination with molybdenum, manganese forms a finely divided structure during quenching and increases hardness. Manganese also has the ability to bind the extremely low amounts of sulfur present in steel to form manganese sulfides. The manganese content should be 0.2-1.0%, preferably 0.30-0.70%.

Кремний введен как раскислитель. Нижний предел 0,2% определен тем, что при более низком его содержании не обеспечивается раскисление стали. Увеличение содержания кремния более 1,2% ухудшает технологические свойства стали.Silicon is introduced as a deoxidizer. The lower limit of 0.2% is determined by the fact that at a lower content it does not provide deoxidation of steel. An increase in silicon content of more than 1.2% affects the technological properties of steel.

Предпочтительное содержание кремния 0,4-0,7%. В предлагаемых пределах кремний способствует сохранению мелкого зерна при нагреве, увеличивает прокаливаемость. Кроме того, кремний повышает активность углерода в стали, внося таким образом свой вклад в придание стали повышенной твердости и износостойкости.The preferred silicon content is 0.4-0.7%. In the proposed range, silicon contributes to the preservation of fine grain during heating, increases hardenability. In addition, silicon increases the activity of carbon in steel, thus contributing to giving the steel increased hardness and wear resistance.

Медь повышает коррозионную стойкость и прочность стали. Однако при содержаниях более 0,30% меди высока вероятность развития красноломкости вследствие возможного появления богатой медью двухфазной структуры по границам зерен.Copper increases the corrosion resistance and strength of steel. However, with contents of more than 0.30% copper, there is a high probability of the development of red brittleness due to the possible appearance of a copper-rich two-phase structure along grain boundaries.

Азот, соединяясь с нитридообразующими элементами (Ti, V), измельчает зерно и обеспечивает упрочнение стали.Nitrogen, combining with nitride-forming elements (Ti, V), grinds grain and provides hardening of steel.

Содержание титана в количестве до 0,10% является достаточным для связывания азота в дисперсные нитриды и карбонитриды, что благоприятно сказывается на повышении устойчивости стали к росту зерна при нагреве под закалку. При содержании титана менее 0,01% нитриды как самостоятельная фаза не образуются и отсутствует их положительное влияние.The titanium content in an amount of up to 0.10% is sufficient for nitrogen binding to dispersed nitrides and carbonitrides, which favorably affects the increase in the resistance of steel to grain growth upon heating under quenching. When the titanium content is less than 0.01%, nitrides as an independent phase are not formed and their positive effect is absent.

Нижние и верхние пределы содержания серы (0,01-0,10%) и фосфора (0,15-0,30%) определены техническими возможностями при выплавке стали в открытых сталеплавильных агрегатах с использованием последующего электрошлакового переплава. Снижение содержания серы повышает технологическую пластичность стали в интервале температур горячей пластической деформации. Кроме того, снижение содержания серы уменьшает количество неметаллических включений типа MnS, что оказывает положительное влияние на стойкость стали против питтинговой коррозии.The lower and upper limits of the sulfur content (0.01-0.10%) and phosphorus (0.15-0.30%) are determined by the technical capabilities for steelmaking in open steelmaking units using subsequent electroslag remelting. The decrease in sulfur content increases the technological ductility of steel in the temperature range of hot plastic deformation. In addition, a decrease in sulfur content reduces the number of non-metallic inclusions of the MnS type, which has a positive effect on the resistance of steel against pitting corrosion.

Заявленное соотношение Сrэкв/Niэкв=0,75-0,90 обеспечивает после закалки и отпуска получение в стали структуры отпущенного мартенсита с требуемым комплексом свойств: твердости, износостойкости и коррозионной стойкости.The claimed ratio of CR eq / Ni eq = 0.75-0.90 provides after quenching and tempering obtaining in the steel structure of tempered martensite with the required set of properties: hardness, wear resistance and corrosion resistance.

Ниже даны варианты осуществления изобретения, не исключающие другие в объеме формулы изобретения.The following are embodiments of the invention, not excluding others in the scope of the claims.

Сталь заявленного состава выплавляли дуплекс-процессом, включающим выплавку в 30-тонной дуговой электропечи с последующим электрошлаковым переплавом расходуемого электрода в ЭШП-слиток. Состав плавок отвечает предложенной и известной стали (таблица 1). Полученный металл подвергался обработке давлением на промышленном кузнечно-прессовом и прокатном оборудовании с получением либо листового проката (толщиной 0,8-4,0 мм), либо прутков (⌀ 4-20 мм). Сталь заявленного состава имеет более высокий уровень пластичности в интервале температур горячей пластической деформации (1000-1200°C) по сравнению с прототипом (таблица 2).The steel of the claimed composition was smelted by a duplex process, including smelting in a 30-ton electric arc furnace followed by electroslag remelting of the consumable electrode into an ESR ingot. The composition of the heats corresponds to the proposed and known steel (table 1). The obtained metal was subjected to pressure treatment on industrial forging and rolling equipment with the production of either sheet metal (0.8–4.0 mm thick) or rods (⌀ 4–20 mm). The steel of the claimed composition has a higher level of ductility in the temperature range of hot plastic deformation (1000-1200 ° C) compared with the prototype (table 2).

Металлопродукция подвергалась отжигу при температуре 750°C, обеспечивающей получение зернистого перлита с твердостью 235НВ.The metal products were annealed at a temperature of 750 ° C, providing granular perlite with a hardness of 235НВ.

После закалки от 1045-1050°C размер аустенитного зерна в предлагаемой стали соответствует №10-11 ГОСТ 5639-65 и размер карбидов M23C6 1,2-5 мкм, в то время как у известной стали размер аустенитного зерна №9 и размер карбидов 1,5-8 мкм (таблица 2).After quenching from 1045-1050 ° C, the size of the austenitic grain in the proposed steel corresponds to No. 10-11 GOST 5639-65 and the size of the carbides M 23 C 6 1.2-5 microns, while the known steel size of austenitic grain No. 9 and the size of carbides is 1.5-8 μm (table 2).

Оптимальный режим термической обработки, примененный при изготовлении режущего инструмента из предлагаемой стали, включает закалку с 1045°C в масло+отпуск в интервале температур 200-400°C. После данной термической обработки предлагаемая сталь характеризуется более высоким уровнем твердостиThe optimal heat treatment mode used in the manufacture of cutting tools from the proposed steel includes quenching from 1045 ° C to oil + tempering in the temperature range 200-400 ° C. After this heat treatment, the proposed steel has a higher level of hardness.

(57-62HRC) и ударной вязкости (0,4-0,6 мДж/м2), а также режущей стойкости (87-90 усл. единиц) по сравнению с известной сталью (HRC - 52-49, KCU - 0,4-0,5 мДж/м2, режущая стойкость - 82 усл. единицы) (таблица 2).(57-62HRC) and impact strength (0.4-0.6 mJ / m 2 ), as well as cutting resistance (87-90 conventional units) in comparison with known steel (HRC - 52-49, KCU - 0, 4-0.5 mJ / m 2 , cutting resistance - 82 conventional units) (table 2).

Сталь заявленного состава 70Х16МФС-Ш обладает удовлетворительной коррозионной стойкостью в 3%-ном растворе поваренной соли в воде после закалки и отпуска до 400°C. Кроме того, имеет повышенную стойкость против питтинговой коррозии благодаря пониженному содержанию в стали неметаллических включений, прежде всего MnS.The steel of the claimed composition 70X16MFS-Sh has satisfactory corrosion resistance in a 3% solution of sodium chloride in water after quenching and tempering up to 400 ° C. In addition, it has increased resistance to pitting corrosion due to the reduced content of non-metallic inclusions in steel, primarily MnS.

Предложенная сталь обеспечивает технологичность полуфабрикатов в цикле металлургического производства и изготовления режущих инструментов с требуемым комплексом эксплуатационных свойств: твердость - 57-62HRC, высокие износостойкость и режущая способность, коррозионная стойкость в средах средней агрессивности, стойкость против питтинговой коррозии в хлоридсодержащих средах.The proposed steel ensures the manufacturability of semi-finished products in the cycle of metallurgical production and manufacturing of cutting tools with the required range of operational properties: hardness - 57-62HRC, high wear resistance and cutting ability, corrosion resistance in medium aggressive environments, resistance to pitting corrosion in chloride-containing environments.

Таблица 1Table 1 Химический состав опытных плавокThe chemical composition of the experimental swimming trunks СтальSteel Условный номер плавкиConventional heat number Содержание компонентов, мас.%The content of components, wt.% СFROM SiSi MnMn CrCr MoMo VV NiNi CuCu TiTi NN SS РR FeFe Cr/CCr / C Сrэкв/Niэкв Cr eq / Ni eq ПредлагаемаяProposed 1one 0,710.71 0,400.40 0,320.32 15,6515.65 0,550.55 0,180.18 0,170.17 0,160.16 0,020.02 0,030,03 0,0050.005 0,0250,025 осн.main 2222 0,790.79 22 0,750.75 0,310.31 0,550.55 16,6716.67 0,620.62 0,140.14 0,280.28 0,180.18 0,050.05 0,060.06 0,0080.008 0,0300,030 осн.main 22,522.5 0,780.78 33 0,700.70 0,80.8 1,01,0 16,816.8 0,600.60 0,150.15 0,150.15 0,220.22 0,010.01 0,050.05 0,0060.006 0,0230,023 осн.main 2424 0,860.86 4four 0,730.73 0,490.49 0,240.24 16,1016.10 0,700.70 0,110.11 0,250.25 0,120.12 0,080.08 0,070,07 0,0050.005 0,0300,030 осн.main 2222 0,800.80 ИзвестнаяFamous 55 0,480.48 0,280.28 0,250.25 14,514.5 0,500.50 0,100.10 -- -- -- -- 0,0250,025 0,0300,030 осн.main -- --

Таблица 2table 2 Свойства и структура горячекатаного листа (толщиной 4 мм) опытных плавок после различных видов обработкиProperties and structure of hot-rolled sheet (4 mm thick) of experimental melts after various types of processing СтальSteel Условный но
мер плавки
Conditional but
melt measures
Поперечное сужение (ψ) при температуре, °CCross contraction (ψ) at temperature, ° C Свойства при 20°C после закалки и отпуска*Properties at 20 ° C after quenching and tempering * Стойкость против питтинговой коррозии**Resistance to pitting corrosion ** Закалка с 1045-1050°CQuenching from 1045-1050 ° C
10001000 11001100 12001200 Твердость, HRCHardness HRC Ударная вязкость, мДж/м2 Impact strength, mJ / m 2 Режущая стой
кость, усл. ед.
Cutting stand
bone, conv. units
Площадь, занятая питтингом, см22 The area occupied by pitting, cm 2 / m 2 Размер зерна аустенита по ГОСТ 5639-65Austenite grain size according to GOST 5639-65 Размер карбидов, мкмThe size of carbides, microns
ПредлагаемаяProposed 1one 8585 7575 7373 58/5758/57 0,4/0,50.4 / 0.5 -- 0-100-10 1010 1,0-4,01.0-4.0 22 7474 7373 7474 62/5962/59 0,5/0,60.5 / 0.6 9090 0-150-15 11eleven 1,2-5,01.2-5.0 33 7878 7676 7575 58/5758/57 0,4/0,50.4 / 0.5 8787 0-120-12 1010 -- 4four 7575 7474 7474 59/5859/58 0,45/0,60.45 / 0.6 -- 0-150-15 1010 -- ИзвестнаяFamous 55 7272 7070 7070 52/4952/49 0,4/0,50.4 / 0.5 8282 0-600-60 8-98-9 1,5-8,01,5-8,0 Примечание: * - режим термической обработки: закалка с 1045°C в масло + отпуск при 200°C (числитель) и 400°C (знаменатель)Note: * - heat treatment mode: quenching from 1045 ° C to oil + tempering at 200 ° C (numerator) and 400 ° C (denominator) ** - испытание в растворе l%NaCl+3%(NH4)2SO2 в течение 1000 часов (после закалки и отпуска)** - test in solution l% NaCl + 3% (NH 4 ) 2 SO 2 for 1000 hours (after quenching and tempering)

Claims (5)

1. Коррозионно-стойкая сталь мартенситного класса, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, серу, фосфор и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит никель, медь, азот и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод 0,70-0,75 кремний 0,20-1,20 марганец 0,20-1,0 хром 15,0-17,0 молибден 0,50-0,80 ванадий 0,10-0,20 никель 0,15-0,30 медь 0,10-0,30 азот 0,01-0,07 титан 0,01-0,10 сера 0,001-0,010 фосфор 0,015-0,030 железо и неизбежные примеси остальное

при выполнении следующих соотношений: Сr/С=22-24 и Сrэкв/Niэкв=0,75-0,90,
где Сrэкв=%Сr+1,5·%Si+4·%Ti+Мо+2·%V,
Niэкв=%Ni+0,5·%Mn+Сu+30·%С+N.
1. Corrosion-resistant steel of the martensitic class containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, vanadium, sulfur, phosphorus and iron, characterized in that it additionally contains nickel, copper, nitrogen and titanium in the following ratio of components, wt.% :
carbon 0.70-0.75 silicon 0.20-1.20 manganese 0.20-1.0 chromium 15.0-17.0 molybdenum 0.50-0.80 vanadium 0.10-0.20 nickel 0.15-0.30 copper 0.10-0.30 nitrogen 0.01-0.07 titanium 0.01-0.10 sulfur 0.001-0.010 phosphorus 0.015-0.030 iron and inevitable impurities rest

when the following ratios are fulfilled: Cr / C = 22-24 and Cr eq / Ni eq = 0.75-0.90,
where Cr equiv =% Cr + 1.5 ·% Si + 4 ·% Ti + Mo + 2 ·% V,
Ni equiv =% Ni + 0.5% Mn + Cu + 30% C + N.
2. Изделие, выполненное из коррозионно-стойкой стали мартенситного класса, отличающееся тем, что оно выполнено из стали по п.1.2. The product is made of corrosion-resistant steel of the martensitic class, characterized in that it is made of steel according to claim 1. 3. Изделие по п.2, отличающееся тем, что оно выполнено в виде горячекатаного или холоднокатаного листа.3. The product according to claim 2, characterized in that it is made in the form of a hot-rolled or cold-rolled sheet. 4. Изделие по п.2, отличающееся тем, что оно выполнено в виде прутка.4. The product according to claim 2, characterized in that it is made in the form of a bar. 5. Изделие по п.3 или 4, отличающееся тем, что оно выполнено в виде режущего инструмента, в том числе ножевых изделий с высоким уровнем эксплуатационных свойств: твердости, износостойкости, коррозионной стойкости. 5. The product according to claim 3 or 4, characterized in that it is made in the form of a cutting tool, including knife products with a high level of operational properties: hardness, wear resistance, corrosion resistance.
RU2008145160/02A 2008-11-18 2008-11-18 Corrosion-resistant steel of martensite class and item made out of this steel RU2369657C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008145160/02A RU2369657C1 (en) 2008-11-18 2008-11-18 Corrosion-resistant steel of martensite class and item made out of this steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008145160/02A RU2369657C1 (en) 2008-11-18 2008-11-18 Corrosion-resistant steel of martensite class and item made out of this steel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2369657C1 true RU2369657C1 (en) 2009-10-10

Family

ID=41260922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008145160/02A RU2369657C1 (en) 2008-11-18 2008-11-18 Corrosion-resistant steel of martensite class and item made out of this steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2369657C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2073741C1 (en) * 1995-03-03 1997-02-20 Акционерное общество - Завод "Электросталь" Stainless instrumental steel
RU2080410C1 (en) * 1993-06-14 1997-05-27 Южин Савуа Martensite stainless steel exhibiting the improved workability
RU2235136C1 (en) * 2003-09-18 2004-08-27 Закрытое акционерное общество "Инструмент" Method for producing of sheet steel and saws, steel and products obtained therefrom
JP2005171339A (en) * 2003-12-12 2005-06-30 Hitachi Ltd High strength, high toughness, high corrosion resistance martensitic steel, steam turbine blades and steam turbine power plant
RU2322531C2 (en) * 2002-06-13 2008-04-20 Уддехольм Тулинг Актиеболаг Steel and tools for cold metalworking

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2080410C1 (en) * 1993-06-14 1997-05-27 Южин Савуа Martensite stainless steel exhibiting the improved workability
RU2073741C1 (en) * 1995-03-03 1997-02-20 Акционерное общество - Завод "Электросталь" Stainless instrumental steel
RU2322531C2 (en) * 2002-06-13 2008-04-20 Уддехольм Тулинг Актиеболаг Steel and tools for cold metalworking
RU2235136C1 (en) * 2003-09-18 2004-08-27 Закрытое акционерное общество "Инструмент" Method for producing of sheet steel and saws, steel and products obtained therefrom
JP2005171339A (en) * 2003-12-12 2005-06-30 Hitachi Ltd High strength, high toughness, high corrosion resistance martensitic steel, steam turbine blades and steam turbine power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2586366C2 (en) Austenitic stainless steel
US9873932B2 (en) Lean austenitic stainless steel containing stabilizing elements
US8071017B2 (en) Low cost high strength martensitic stainless steel
US9890436B2 (en) Stainless steel strip for flapper valves
US20080050265A1 (en) Low alloy steel
EP2773785A1 (en) Duplex stainless steel
EP3031942A1 (en) Stainless steel strip for flapper valves
FI100341B (en) Austenitic stainless steel
JP3587330B2 (en) High hardness martensitic stainless steel with excellent pitting resistance
JP2968844B2 (en) High hardness martensitic stainless steel with excellent pitting resistance
CN101684540B (en) Martensitic stainless steel with high Mn content
TWI651419B (en) Dual-phase stainless steel
JP2018178144A (en) Precipitation hardening stainless steel having excellent hot workability
RU2430186C2 (en) Heat-resistant steel
CN111448326A (en) General-purpose ferritic stainless steel having excellent hot workability and method for producing the same
AU2015203729B2 (en) Lean austenitic stainless steel
RU2369657C1 (en) Corrosion-resistant steel of martensite class and item made out of this steel
RU2271402C1 (en) High-strength corrosion-resistant steel
KR102837062B1 (en) Wear resistant steel
JP2000282182A (en) High fatigue life and high corrosion resistance martensitic stainless steel with excellent cold workability
JP6540111B2 (en) Ferritic steel
JP6501652B2 (en) Martensitic stainless steel with excellent precipitation hardenability
RU2413029C2 (en) Martensite nitrogen containing corrosion resistant steel
JP2022077311A (en) Martensitic stainless steel
RU2462532C1 (en) Steel with structure of low-carbon martensite