RU2586949C1 - Мартенситно-ферритная коррозионно-стойкая хромоникелевая сталь с улучшенной обрабатываемостью резанием - Google Patents
Мартенситно-ферритная коррозионно-стойкая хромоникелевая сталь с улучшенной обрабатываемостью резанием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2586949C1 RU2586949C1 RU2015121856/02A RU2015121856A RU2586949C1 RU 2586949 C1 RU2586949 C1 RU 2586949C1 RU 2015121856/02 A RU2015121856/02 A RU 2015121856/02A RU 2015121856 A RU2015121856 A RU 2015121856A RU 2586949 C1 RU2586949 C1 RU 2586949C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- corrosion
- nickel
- machinability
- bismuth
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 69
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 69
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 title 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 15
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 13
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 16
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 11
- 230000001965 increasing effect Effects 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 5
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 abstract 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 17
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 13
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- JPJALAQPGMAKDF-UHFFFAOYSA-N selenium dioxide Chemical compound O=[Se]=O JPJALAQPGMAKDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- -1 calcium aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N nitrous oxide Inorganic materials [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 150000003346 selenoethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, а именно к мартенситно-ферритным коррозионно-стойким сталям, применяемым для изготовления рабочих лопаток, дисков, валов, втулок, фланцев, крепежных и других деталей. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,11-0,17, кремний 0,20-0,80, марганец 0,20-0,80, хром 16,00-18,00, висмут 0,06-0,13, кальций 0,002-0,003, алюминий 0,02-0,04, сера не более 0,025, фосфор не более 0,030, никель 1,5-2,5, молибден не более 0,30, медь не более 0,30, титан не более 0,20, ванадий не более 0,20, вольфрам не более 0,20, железо - остальное. Повышается обрабатываемость стали резанием при сохранении требуемых механических свойств и коррозионной стойкости металла, а также улучшается экологическая обстановка производства за счет снижения агрессивности вредных выбросов в окружающую атмосферу. 2 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к получению сталей с особыми технологическими свойствами, применяемых для изготовления рабочих лопаток, дисков, валов, втулок, фланцев, крепежных и других деталей, деталей компрессорных машин, работающих на нитрозном газе, деталей, работающих в агрессивных средах и при пониженных температурах в химической и других отраслях промышленности, фасонных отливок и отливок по выплавляемым моделям для авиастроения I группы - нагруженных деталей с определенными требованиями по плотности и механическим свойствам: высоконагруженных кронштейнов, герметичных корпусов приборов, рам гироскопов, стабилизаторов и т.д., и II группы - ненагруженных и малонагруженных деталей: колец, фланцев, соединительных деталей, негерметичных корпусов приборов и т.д., с рекомендуемой максимальной температурой эксплуатации в течение длительного времени +400°C.
Из уровня техники известна коррозионно-стойкая сталь (ГОСТ 5632-72 «Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие, жаропрочные» М.: Изд-во стандартов), содержащая хром, никель, углерод и железо при следующем соотношении компонентов, масс. %:
- углерод - 0,11-0,17;
- хром - 16,00-18,00;
- никель - 1,5-2,5;
- железо - основа.
Кроме того, в состав стали могут входить, масс. %:
- кремний - не более 0,80;
- марганец - не более 0,80.
- сера - не более 0,025;
- фосфор - не более 0,030;
- молибден - не более 0,30;
- медь - не более 0,30;
- титан - не более 0,20;
- ванадий - не более 0,20;
- вольфрам - не более 0,20.
Коррозионно-стойкая сталь обладает высоким сопротивлением коррозии в атмосфере воздуха, паров воды, морской воде, в кислотах, растворах солей и прочих агрессивных средах. Значительная антикоррозионная стойкость коррозионно-стойкой стали обусловлена прежде всего присутствием в ее составе повышенного количества хрома. При воздействии агрессивных сред на поверхности хромосодержащих сталей образуется тончайшая, не различимая глазом, плотная пленка окислов, обладающая свойством надежно защищать сталь от дальнейшего ее разъедания. Установлено, что удовлетворительное защитное действие пленок окислов против дальнейшей коррозии обнаруживается только в том случае, когда в стали имеется не менее 12% хрома. Поэтому коррозионно-стойкие стали всегда содержат более 12% хрома.
Обладая вполне удовлетворительной сопротивляемостью коррозии в атмосфере воздуха, водяного пара, в воде и в ряде кислот, а также в растворах многих солей, хромистые коррозионно-стойкие стали характеризуются наибольшей простотой своего состава и потому находят широкое применение в технике.
Известная сталь имеет следующие недостатки:
- низкая степень чистоты и обрабатываемости поверхности;
- низкий срок службы инструмента;
- высокая вязкость и наклепываемость стали;
- быстрое повышение температуры на контактной поверхности сталь инструмент.
Кроме того, известна легкообрабатываемая коррозионно-стойкая селенсодержащая сталь (патент JP 2001262280 «Pb-FREE-TYPE FERRITIC FREE-CUTTING STAINLESS STEEL», МПК C22C 38/00, C22C 38/28, C22C 38/60, опубл. 26.09.2001), содержащая углерод, хром, никель и железо при следующем соотношении компонентов, масс. %:
- углерод - 0,005-0,200;
- хром - 12,00-35,00;
- никель - 0,00-2,00;
- селен - 0,01-0,40;
- железо - основа.
Кроме того, сталь в качестве примесей может дополнительно содержать, масс. %:
- титан - 0,03-1,20 или цирконий - 0,03-1,20;
- сера - 0,01-0,50.
При введении в сталь селена уменьшается площадь сдвига и деформация стружки в процессе стружкоотделения, что снижает силы резанием. Одной из причин снижения сил при резании селенсодержащей стали является снижение склонности к адгезионному схватыванию инструмента с обрабатываемым материалом, способствующие сокращению объема деформированного металла в зоне резания. Снижение склонности к адгезионному схватыванию происходит за счет защитной пленки, образующейся при резании селенсодержащей стали. Кроме того, снижение температуры в зоне резания при обработке селенсодержащей стали можно рассматривать как следствие уменьшения силы трения между обрабатываемой сталью и инструментом.
К недостаткам данной стали можно отнести следующее:
- сера, способствующая улучшению показателей обрабатываемости стали, в случае ее легирования селеном не оказывает существенного влияния на процесс механического резания, а увеличение ее содержания выше значений, обеспечивающее получение высококачественной стали, нецелесообразно в связи с аккумулятивным негативным воздействием указанного элемента на механические свойства металлопродукции;
- селен крайне токсичен и согласно установленным на сегодняшний день гигиеническим нормативам относится к 3 классу опасности, а селендиоксид, образующийся при разливке стали, имеет наивысший 1 класс опасности, поэтому в черной металлургии все отчетливее прослеживается тенденция по отказу от его применения вследствие серьезного ухудшения экологии окружающей среды.
- не регламентируется содержание фосфора в стали, что может привести к высокой степени хладноломкости, а значит, ухудшению ее механических свойств;
- содержания таких элементов, как хром, селен, никель, титан и цирконий, находятся в широких пределах и будут оказывать отрицательное влияние на механические свойства представленной стали.
Из уровня техники известна мартенситно-ферритная коррозионно-стойкая хромоникелевая сталь (ЕР 143413, МПК С22С 38/60, опубл. 23.06.2004 г.), содержащая углерод, кремний, марганец, хром, алюминий, титан, цирконий, никель, медь, молибден, ниобий, ванадий, свинец, бор и железо при следующем соотношении компонентов, масс. %: кремний - 0,01-3,00; марганец - не более 2,00; хром - 5,00-25,00; алюминий - 0,01-5,00; титан - 0,05-0,50; цирконий - 0,05-0,50; никель - не более 2,00; медь - не более 2,00; молибден - не более 1,00; ниобий - не более 1,00; ванадий - не более 1,00; свинец - не более 0,15; бор - не более 0,01; железо - основа.
К недостаткам данной стали можно отнести следующее:
- очевидная бесперспективность дальнейшего улучшения обрабатываемости стали путем увеличения содержания свинца больше регламентированных значений, поскольку превышение его предельной растворимости в железе приводит к ухудшению механических характеристик и росту их анизотропии, а также способствует усилению красноломкости поверхностного слоя в процессе горячей обработки металла давлением;
- неравномерное распределение свинца в теле слитка вследствие его большой физической плотности и высокой упругости пара, что затрудняет гарантированное получение требуемых свойств стали от плавки к плавке и обусловливает понижение выхода годного металла, а следовательно, и производительности процесса обработки давлением из-за образования дефектов в местах наибольшего скопления данного элемента; во время горячего пластического деформирования стали, содержащей свинец, происходит его диффузия на поверхность заготовки, что приводит к образованию в указанной области капиллярного слоя, ухудшающего условия захвата валками полосы металла вследствие уменьшения коэффициента трения, и снижению производительности прокатного оборудования; свинец крайне токсичен и согласно установленным на сегодняшний день гигиеническим нормативам относится к наивысшему 1 классу опасности, поэтому в черной металлургии все отчетливее прослеживается тенденция по отказу от его применения вследствие серьезного ухудшения экологии окружающей среды; не регламентируется содержание фосфора в стали, что может привести к высокой степени хладноломкости, а значит, снизятся значения механических свойств стали; содержания таких элементов, как марганец, кремний, алюминий, хром, никель, молибден, медь, ванадий и титан, находятся в широких пределах и будут оказывать отрицательное влияние на механические свойства представленной стали;
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение обрабатываемости стали резанием при сохранении требуемых механических характеристик металла, коррозионной стойкости, способности к свариваемости, равномерному распределению легирующих элементов в матрице, а также улучшение экологической обстановки производства за счет снижения агрессивности вредных выбросов в окружающую атмосферу.
Техническое решение поставленной задачи достигается за счет того, что предлагаемая мартенситно-ферритная коррозионно-стойкая хромоникелевая сталь с повышенной обрабатываемостью резанием, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, висмут, кальций, вольфрам, молибден, ванадий, титан, серу, фосфор и железо, отличается тем, что она дополнительно содержит алюминий и медь при следующем соотношении компонентов, масс. %: углерод - 0,11-0,17; кремний - 0,20-0,80; марганец - 0,20-0,80; хром - 16,00-18,00; висмут - 0,06-0,13; кальций - 0,002-0,003; алюминий - 0,02-0,04; сера - не более 0,025; фосфор - не более 0,030; никель - 1,5-2,5; молибден - не более 0,30; медь - не более 0,30; титан - не более 0,20; ванадий - не более 0,20; вольфрам - не более 0,20; железо - остальное.
Применение висмута и кальция для дополнительного легирования стали с целью улучшения ее обрабатываемости резанием, никеля и хрома с целью улучшения коррозионостойкости, а также алюминия, имеет целый ряд преимуществ.
Во-первых, висмут выделяется в чистом виде на границах зерен и не ослабляет положительное влияние на результаты процесса со стороны фосфора и сульфидных включений. В сочетании с оптимальным содержанием в стали серы и фосфора это приводит к улучшению ее обрабатываемости резанием на 13% при сохранении требуемых механических свойств.
Во-вторых, висмут равномерно распределяется по сечению слитка.
В-третьих, для висмута не характерно явление его массопереноса в зону контакта валков с полосой стали, что улучшает их сцепление и приводит к сокращению времени простоя оборудования, связанного с переналадкой прокатного стана, увеличивая производительность обработки давлением.
В-четвертых, применение висмута способствует решению экологических проблем, имеющих место при производстве автоматных сталей. Это связано с тем, что в отличие от селендиоксида, образующегося при разливке стали и принадлежащего к 1 наивысшему классу опасности, содержание которого в атмосфере цеха ограничено среднесменной предельно допустимой концентрацией (ПДК), равной 0,1 мг/м3, для элементарного висмута на сегодняшний день значение ПДК в 5 раз выше.
В-пятых, висмут не снижает антикоррозионную стойкость коррозионно-стойкой стали.
В-шестых, кальций является своего рода заменителем алюминия как раскислителя и обеспечивает образование алюминатов кальция в сульфидной оболочке - комплексных оксисульфидных включений, способствует глобуризации сульфидных включений и предупреждает образование микротрещин у остроугольных включений глинозема, оказывающих положительное влияние на обрабатываемость стали.
В-седьмых, оптимальное отношение содержания кальция к содержанию алюминия, способствует образованию глобулярных, малодеформируемых неметаллических включений.
В-восьмых, оптимальное отношение содержания никеля к содержанию хрома, способствует сопротивлению газовой коррозии в атмосфере двуокиси серы по границам зерен вследствие образования эвтектики сульфидов.
Сущность изобретения - выявление оптимального содержания висмута, кремния, марганца, кальция и алюминия, при котором достигается наилучшее сочетание высокой обрабатываемости стали резанием при условии сохранения требуемых значений механических свойств.
В результате проведенных исследований установлено следующее:
- при содержании висмута меньше нижнего предела не удается достигнуть требуемого высокого уровня обрабатываемости стали резанием;
- при условии содержания висмута по верхнему пределу обрабатываемость предлагаемой стали сопоставима с обрабатываемостью металла аналогичной селенсодержащей марки;
- увеличение содержания серы и фосфора в стали выше указанных значений приводит к ухудшению ее механических характеристик;
- при содержании висмута, кальция и алюминия в заявленных пределах уровень обрабатываемости предложенной стали на 13% превышает величину обрабатываемости селенсодержащего аналога; наряду с этим сталь сохраняет свои высокие механические характеристики, а ее получение характеризуется пониженной загрязненностью воздуха рабочей зоны и более безопасными условиями труда производственного персонала.
Испытания по определению обрабатываемости стали проводили на технической базе ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (НИУ).
Эффективность токарной обработки оценивалась по изменению стойкости инструментального материала при заданной скорости резания заготовок после отжига при 620-670°С в течение 6 часов с охлаждением на воздухе. В качестве критерия для оценки обрабатываемости стали было установлено значение приведенной стойкости, выраженное величиной износа режущего инструмента по задней поверхности при обработке одной детали.
Испытания на коррозионную стойкость проводили в воде дистиллированной при температуре 300°С, продолжительностью 50 часов.
Химический состав известной стали марки, принятой за прототип, и предлагаемой стали приведен в таблице 1. Механические характеристики сравниваемых сталей в деформированном и термически обрабатываемом состоянии (после закалки при 1000-1030°С в масле и отпуска при 620-600°С на воздухе) по ГОСТ 5949-75, а также измеренный уровень механической обрабатываемости представлены в таблице 2.
Образец 1. Известная легкообрабатываемая коррозионно-стойкая селенсодержащая сталь с улучшенной обрабатываемостью резанием. Уровень механической обрабатываемости принят в качестве базовых значений для сравнения. В ходе процессов производства стали отмечено выделение в окружающую атмосферу чрезвычайно токсичных паров свинца.
Образец 2. Содержание серы и фосфора больше заявленных значений. Механические характеристики металла не соответствуют требованиям ГОСТа. Оценка эффективности токарной обработки стали не проводилась.
Образец 3. Содержание никеля больше верхнего предела. Уменьшается производительность горячей обработки металла давлением. Оценка на обрабатываемость не производилась.
Образец 4. Содержание висмута меньше нижнего предела. Уровень обрабатываемости предложенной стали ниже, чем у известного прототипа.
Образец 5. Содержание висмута в стали больше верхнего предела. Обрабатываемость предложенной стали резанием сопоставима с механической обрабатываемостью ее прототипа.
Образец 6. Содержание серы, фосфора, никеля и меди находится на уровне верхней границы заявленных диапазонов. Показатели механических свойств металла соответствуют минимальным предельно допустимым значениям, установленным требованиями для селенсодержащего аналога.
Образец 7. Соотношение между содержанием кальция и алюминия выходит за нижнюю регламентированную границу. Размер зерна ниже регламентируемого. Происходит зарастание стаканчиков на машине непрерывной разливки стали (далее МНЛЗ). Уровень обрабатываемости предложенной стали сопоставим с обрабатываемостью известного прототипа.
Образец 8. Соотношение между содержанием кальция и алюминия находится на уровне нижнего предела из указанного диапазона. Размер зерна соответствует техническим условиям. Не происходит зарастание стаканчиков МНЛЗ. Уровень обрабатываемости выше известного прототипа.
Образец 9. Соотношение между содержанием кальция и алюминия имеет значение, соответствующее верхнему заявленному пределу. Сталь соответствует техническим условиям.
Образец 10. Соотношение между содержанием кальция и алюминия выходит за верхнюю установленную границу. Сталь не соответствует техническим условиям.
Образец 11. Соотношение между содержанием никеля к хрому не выходит за верхнюю установленную границу. Сталь соответствует техническим условиям.
Образец 12. Содержание всех элементов находится в заявленных пределах. Комплекс технологических свойств стали имеет оптимальный характер. Показатель обрабатываемости резанием при сохранении механических характеристик металла на 13% выше, чем у известного прототипа.
Вместе с тем существенно уменьшается загрязненность воздуха рабочей зоны.
Таким образом, более высокий уровень обрабатываемости резанием предлагаемой стали с сохранением комплекса требуемых механических свойств металла, коррозионной стойкости, свариваемости и улучшением экологии металлургического производства позволяет рекомендовать ее для промышленного применения.
Claims (1)
- Мартенситно-ферритная коррозионно-стойкая хромоникелевая сталь с повышенной обрабатываемостью резанием, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, висмут, кальций, вольфрам, молибден, ванадий, титан, серу, фосфор и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюминий и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод 0,11-0,17 кремний 0,20-0,80 марганец 0,20-0,80 хром 16,00-18,00 висмут 0,06-0,13 кальций 0,002-0,003 алюминий 0,02-0,04 сера не более 0,025 фосфор не более 0,030 никель 1,5-2,5 молибден не более 0,30 медь не более 0,30 титан не более 0,20 ванадий не более 0,20 вольфрам не более 0,20 железо остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015121856/02A RU2586949C1 (ru) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | Мартенситно-ферритная коррозионно-стойкая хромоникелевая сталь с улучшенной обрабатываемостью резанием |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015121856/02A RU2586949C1 (ru) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | Мартенситно-ферритная коррозионно-стойкая хромоникелевая сталь с улучшенной обрабатываемостью резанием |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2586949C1 true RU2586949C1 (ru) | 2016-06-10 |
Family
ID=56115711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015121856/02A RU2586949C1 (ru) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | Мартенситно-ферритная коррозионно-стойкая хромоникелевая сталь с улучшенной обрабатываемостью резанием |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2586949C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2106427C1 (ru) * | 1996-09-13 | 1998-03-10 | Открытое акционерное общество Челябинский металлургический комбинат "МЕЧЕЛ" | Автоматная сталь |
| US20020170638A1 (en) * | 1999-07-26 | 2002-11-21 | Tetsuya Shimizu | Stainless steel parts with suppressed release of sulfide gas and method of producing |
| EP1431410A1 (en) * | 1999-09-03 | 2004-06-23 | Kiyohito Ishida | Free cutting alloy |
| US20080089804A1 (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Martensitic free cutting stainless steel |
| RU2326180C2 (ru) * | 2002-11-19 | 2008-06-10 | Эндюстель Крезо | Способ изготовления листовой стали, обладающей абразивной стойкостью, и полученный лист |
| RU2336332C2 (ru) * | 2006-08-30 | 2008-10-20 | Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат" | Трубная заготовка из низкоуглеродистой молибденсодержащей стали |
-
2015
- 2015-06-08 RU RU2015121856/02A patent/RU2586949C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2106427C1 (ru) * | 1996-09-13 | 1998-03-10 | Открытое акционерное общество Челябинский металлургический комбинат "МЕЧЕЛ" | Автоматная сталь |
| US20020170638A1 (en) * | 1999-07-26 | 2002-11-21 | Tetsuya Shimizu | Stainless steel parts with suppressed release of sulfide gas and method of producing |
| EP1431410A1 (en) * | 1999-09-03 | 2004-06-23 | Kiyohito Ishida | Free cutting alloy |
| RU2326180C2 (ru) * | 2002-11-19 | 2008-06-10 | Эндюстель Крезо | Способ изготовления листовой стали, обладающей абразивной стойкостью, и полученный лист |
| RU2336332C2 (ru) * | 2006-08-30 | 2008-10-20 | Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат" | Трубная заготовка из низкоуглеродистой молибденсодержащей стали |
| US20080089804A1 (en) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Martensitic free cutting stainless steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11085093B2 (en) | Ultra-high strength maraging stainless steel with salt-water corrosion resistance | |
| EP2980251B1 (en) | Hot-rolled ferritic stainless-steel plate, process for producing same, and steel strip | |
| TWI394847B (zh) | Ｎｉ節減型沃斯田系不銹鋼 | |
| CN104685089B (zh) | 铁素体系不锈钢板 | |
| TW201718905A (zh) | 沃斯田鐵系不鏽鋼板 | |
| TWI434941B (zh) | steel | |
| JP2019052349A (ja) | ニッケル基合金 | |
| EP3050984B1 (en) | Titanium plate | |
| CN108779530A (zh) | 马氏体系不锈钢板 | |
| RU2586949C1 (ru) | Мартенситно-ферритная коррозионно-стойкая хромоникелевая сталь с улучшенной обрабатываемостью резанием | |
| US11680301B2 (en) | Ultra-high strength maraging stainless steel with salt-water corrosion resistance | |
| EP3365473B1 (en) | New austenitic stainless alloy | |
| RU2586934C1 (ru) | Аустенитная коррозионно-стойкая хромоникелевая сталь с улучшенной обрабатываемостью резанием | |
| CN106460128A (zh) | 双相不锈钢 | |
| CN116096934A (zh) | 具有改善的深拉延性的奥氏体不锈钢 | |
| US2965479A (en) | Non-ridging stainless steels | |
| RU2586933C1 (ru) | Мартенситная коррозионно-стойкая хромсодержащая сталь с улучшенной обрабатываемостью резанием | |
| RU2470086C1 (ru) | Среднеуглеродистая хромомолибденовая сталь с улучшенной обрабатываемостью резанием | |
| RU2696798C1 (ru) | Среднеуглеродистая хромомолибденовая легкообрабатываемая BN-содержащая сталь | |
| EP0894874B1 (en) | Fe-Cr-Si steel sheets having excellent corrosion resistance and method for manufacturing the same | |
| RU2467088C1 (ru) | Низколегированная хромистая сталь повышенной обрабатываемости | |
| EA036755B1 (ru) | Конструкционная криогенная аустенитная высокопрочная коррозионностойкая свариваемая сталь и способ ее обработки | |
| RU2556189C1 (ru) | Легкообрабатываемая конструкционная среднеуглеродистая хромомарганцевоникельмолибденовая сталь | |
| RU2696802C1 (ru) | Легкообрабатываемая хромомарганцевомолибденовая BN-содержащая сталь | |
| JP6911174B2 (ja) | ニッケル基合金 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20160729 Effective date: 20180828 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190609 |