Корозійно-стійка сталь, Банк патентів
Найбільш близькою за технічною сутністю і досягається результатом є сталь, що містить компоненти при наступному співвідношенні в мас.%: вуглець 0,11-0,17, кремній 0,6-0,8, хром 16,0-18,0, нікель 1 ,5-2,5, ванадій 0,05-0,15, азот 0,01-0,04, кальцій 0,001-0,01, барій 0,001-0,01, мідь 0.2-0,5, залізо - інше ( патент 2073740, М. К. З 22 З 38/46, 24.11.93 - прототип).
Недоліком сталі є знижена міцність, тобто знижені характеристики тимчасового опору розриву, межі плинності.
Зазначене завдання вирішується тим, що корозійностійка сталь, що включає вуглець, кремній, марганець, хром, нікель, мідь, залізо, додатково містить ніобій при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Вуглець - 0,01-0,07 Кремній - 0,4-0,8 Марганець - 0,4-0,8 Хром - 15,0-17,0 Нікель - 2,5-4,5 Медь - 1,6-3,0 Ніобій - 0,15-0,35 Залізо - Решта При виконанні співвідношення
порівняно з прототипом зазначена сталь відрізняється введенням ніобію при новому кількісному і якісному співвідношенні компонентів і умовою співвідношення феритоутворюючих і аустенітоутворюючих елементів сталі рівному 1,7-3,6.
Введення ніобію забезпечує отримання дрібнозернистої сталі за рахунок зв'язування вуглецю в дрібнодисперсні карбіди ніобію, розташовані за обсягом зерна, що сприяє підвищенню властивостей міцності сталі. При вмісті ніобію менше 0,15 мас.% його кількість може бути недостатнім для повного зв'язування вуглецю. У цьому випадку можливе утворення карбідів хрому, які погіршать властивості міцності сталі за рахунок дифузії їх до кордонів зерен, а також погіршать пластичні властивості сталі і її ударну в'язкість. Зміст ніобію понад 0,35% є надлишковим, подальшепідвищення міцності властивостей сталі не буде досягнуто. У той же час зросте вартість сталі через надмірну дорогу ніобію. Співвідношення ніобію до вуглецю має бути Nb/С=5:10, що дозволяє оптимально вводити в сталь ніобій, забезпечуючи повне зв'язування вуглецю карбіди ніобію в залежності від достатнього вмісту вуглецю.
Вміст вуглецю більше 0,07 мас.% призводить до необхідності збільшення дорогого ніобію для зв'язування вуглецю, що призведе до подорожчання сталі. Вміст вуглецю менше 0,01 мас.% не призводить до поліпшення якісних характеристик, але в той же час збільшує технологічний процес виплавки сталі. Вміст кремнію та марганцю 0,4-0,8 мас.% забезпечує розкислення сталі при різних способах її виплавлення.
При вмісті кремнію та марганцю менше 0,4 мас.% сталь недостатньо розкислена, з'являться газові бульбашки, погіршиться макроструктура, що вплине на характеристики міцності сталі. При вмісті кремнію та марганцю понад 0,8 мас.% погіршаться пластичні характеристики сталі.
Введення міді в сталь додатково підвищує її властивості міцності за рахунок виділення інтерметалідних фаз, підвищується і корозійна стійкість. Вміст міді менше 1,6 мас.% не забезпечує достатній приріст міцності сталі в процесі твердіння через малий обсяг інтерметалідних частинок, що виділилися. Вміст понад 3,0 мас.% призведе до зниження пластичних властивостей сталі.
Сталь виплавляли до основної дугової електропечі. Розливання сталі здійснювалося в зливки 1,15 т. Зливки прокочувалися на блюмінгу на заготовки квадрат 100 мм. Заготівлі прокочувалися на дрібносортному стані 250 прутки діаметром 20 мм і довжиною 5400 мм. Термообробка прутків полягала у подвійній відпустці за такими режимами: - нагрівання тавитримка прутків при температурі 620 o протягом 4 годин з подальшим охолодженням на повітрі; - повторне нагрівання та витримка прутків при температурі 620 o С протягом 4 годин з подальшим охолодженням на повітрі.
На готових прутках визначалися механічні властивості, а також стійкість сталі до корозійного розтріскування під напругою в сірководневому середовищі.
Випробування механічних властивостей проводили за ГОСТ 1497-43, ударною в'язкістю за ГОСТ 9454-78.
Оптимальними варіантами складу стали є 1, 2, 3, 8, 9. Варіант 4 -співвідношення феритоутворюючих і аустенітоутворюючих елементів менше 1,9, сталь має низьку стійкість до корозійного розтріскування під напругою. Варіант 5 - співвідношення феритоутворюючих і аустенітоутворюючих елементів більше 3,4, сталь має знижені властивості міцності. Варіант 6 - склад сталі не відповідає заявленим верхнім межам вмісту компонентів, співвідношення феритоутворювальних та аустенітоутворювальних елементів більше 3,6; сталь володіє зниженими властивостями міцності. Варіант 7- склад сталі не відповідає заявленим верхнім межам вмісту компонентів, співвідношення феритоутворюючих і аустенітоутворюючих елементів менше 1,7, сталь має низьку стійкість до корозійного розтріскування під напругою.
Пропонований склад сталі дозволяє підвищити порівняно з прототипом властивості міцності на 20-30% при збереженні високого рівня стійкості до корозійного розтріскування під напругою, що забезпечить її застосування для отримання високонавантажених виробів, що працюють в умовах агресивних середовищ, зокрема для валів у нафтових занурювальних насосах .
формула винаходу
Корозійно-стійка сталь, що включає вуглець, кремній, марганець, хром, нікель, мідь,залізо, яка відрізняється тим, що вона додатково містить ніобій при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Вуглець - 0,01-0,07 Кремній - 0,4-0,8 Марганець - 0,4-0,8 Хром - 15,0-17,0 Нікель - 2,5-4,5 Мідь - 1,6-3,0 Ніобій - 0,15-0,35 Залізо - Решта при виконанні співвідношення
TK4A - Поправки до публікацій відомостей про винаходи в бюлетенях "Винаходи (заявки та патенти)" та "Винаходи. Корисні моделі"
Надруковано:Адреса для листування: 426008, Удмуртська Республіка, м.Іжевськ, вул. Пушкінська, 268, Група Компаній "Експертиза власності" ТПП РФ, ТОВ "ЕКСО-Іжевськ", вед. експерту з пат. та изобр. роботі С.І.Оккельману
Код розділу:FG4A