Патент на изобретение №2173729
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) АУСТЕНИТНАЯ КОРРОЗИОННОСТОЙКАЯ СТАЛЬ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕЕ
(57) Реферат: Изобретение относится к металлургии, к составам коррозионностойких сталей и к изделиям из них и может быть использовано при производстве арматуры, труб, сварных конструкций, например кузовов железнодорожных вагонов. Предложена аустенитная нержавеющая сталь, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,01 – 0,06, кремний 0,1 – 0,8, марганец 0,5 – 2,0, хром 16,0 – 19,0, никель 8,0 – 10,5, азот 0,05 – 0,25, бор 0,001 – 0,005, кальций 0,01 – 0,10, церий 0,001 – 0,050, сера ![]() ![]() ![]() ![]() Изобретение относится к области металлургии, к составам коррозионностойких аустенитных сталей, а также к изделиям, выполненным из них, и может быть использовано при производстве арматуры труб, сварных конструкций, например кузовов железнодорожных вагонов и т.д. Известна коррозионностойкая аустенитная свариваемая сталь с гарантированным пределом текучести более 40 кгс/мм2, содержащая, мас.%: Углерод – 0,006 – 0,04 Кремний – 0,3 – 0,9 Хром – 18 – 22 Марганец – 5 – 7 Никель – 13 – 16 Молибден – 2 – 2,5 Ниобий – 0,15 – 0,25 Азот – 0,25 – 0,4 Ванадий – 0,006 – 0,25 Магний – 0,001 – 0,01 Кальций – 0,0001 – 0,01 Железо – Остальное при выполнении условия ![]() Углерод – < 0,1 Кремний – < 0,5 Марганец – 9,0 – 11,0 Никель – 1,5 – 3,5 Медь – < 3,0 Хром – 16,0 – 18,0 Молибден – < 3,0 Азот – 0,10 – 0,20 Железо – Остальное (Европейская заявка N 0694626, МПК C 22 C 38/58, опубл. 31.01.96). Эта сталь очень сильно упрочняется в процессе холодной деформации, что связано с высоким содержанием в ней марганца, вследствие чего недостаточно технологична при операциях холодной обработки давлением (гибке, правке и др. ). При холодной прокатке известной стали происходит значительное повышение нагрузок на опорные валки, что приводит в некоторых случаях к выходу из строя прокатного оборудования. Известны изделия – листы толщиной 1,5 мм из нержавеющей стали, используемые, например, для изготовления кузовов железнодорожных вагонов. Сталь содержит, мас. %: углерод 0,01 – 0,065, кремний 0,1 – 1,1, марганец – 0,8 – 1,5, хром – 11,8 – 15, цирконий 0,15 – 0,45, алюминий 0,05 – 0,25, титан 0,005 – 0,25, кальций 0,005 – 0,1, РЗМ 0,005 – 0,1, железо – остальное (Патент РФ N 2033460, МПК C 22 C 38/28, опубл. 20.04.95). Недостатком известных изделий является их невысокая коррозионная стойкость и низкая хладостойкость сварных соединений. Данные табл. 2 описания к патенту N 2033460 свидетельствуют также о недостаточном уровне прочности известных изделий, а именно предел текучести в большинстве случаев значительно ниже требуемого уровня 340 МПа. Известны изделия (листы толщиной 12 мм), выполненные из аустенитной стали следующего состава, мас.%: Углерод – 0,01 – 0,06 Хром – 18,0 – 22,0 Никель – 15,0 – 18,0 Марганец – 2,0 – 10,0 Азот – 0,2 – 0,5 Кремний – 0,01 – 0,45 Ванадий – 0,1 – 0,5 Медь – 0,1 – 1,5 Молибден – 0,1 – 2,5 Церий – 0,005 – 0,25 Селен – 0,05 – 0,25 Железо – Остальное, причем при содержании марганца менее 5 содержание азота около 0,3, при содержании марганца более 5 содержание азота 0,4 – 0,5. Сталь имеет высокий комплекс механических свойств и стойкость против точечной коррозии, а также высокую горячую пластичность и обрабатываемость резанием (Патент РФ N 2101522, МПК C 22 C 38/60, опубл. 20.01.98). Недостатком известных изделий является то, что они изготовлены из стали, содержащей большое количество дефицитных и дорогостоящих легирующих элементов. Прототипом изобретения – сталь и изделие, выполненное из нее, является аустенитная сталь и изготовленная из нее тонкая полоса. Сталь содержит, мас.%: Углерод – ![]() Кремний – ![]() Марганец – ![]() Хром – 17,0 – 20,0 Никель – 8,0 – 10,5 Фосфор – ![]() Сера – ![]() Азот – ![]() Железо – Остальное, при этом отношение Crэкв/Niэкв ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Углерод – 0,01 – 0,06 Кремний – 0,1 – 0,8 Марганец – 0,5 – 2,0 Хром – 16,0 – 19,0 Никель – 8,0 – 10,5 Азот – 0,05 – 0,25 Бор – 0,001 – 0,005 Кальций – 0,01 – 0,10 Церий – 0,001 – 0,050 Сера – ![]() Фосфор – ![]() Железо и неизбежные примеси – Остальное, при этом ![]() ![]() ![]() а также тем, что изделия выполняют из стали вышеуказанного состава. Изделия могут быть выполнены в виде листов горячекатаных толщиной 3,0 – 8,0 мм, холоднокатаных листов толщиной 0,5 – 3,0 мм и прутков диаметром 4-8 мм. Сущность изобретения заключается в том, что в стали регламентировано соотношение элементов, стабилизирующих аустенит в отношении мартенситного превращения при деформации, введены бор, кальций и церий, а также увеличено содержание азота. Основные функции повышения уровня прочности выполняет азот и при этом возрастает устойчивость аустенита против образования дельта-феррита, отрицательно влияющего на высокотемпературную технологическую пластичность. Положительный эффект увеличения содержания азота проявляется и в стабилизации аустенитной фазы против мартенситного превращения при холодном деформировании металла. Указанные изменения физико-механических свойств могут состояться, когда количество азота в стали находится в пределах от 0,05 до 0,25%. Ограничение верхнего предела по содержанию азота определяется пределом растворимости его при кристаллизации в стали данного состава. Микролегирование церием значительно улучшает деформируемость металла в литом состоянии, при этом минимальный эффект достигается при введении 0,001% церия. Введение церия в количестве, большем, чем 0,05%, нецелесообразно из-за появления значительного количества окислов церия. Введением бора достигается снижение чувствительности к красноломкости, присущей для большинства низкоуглеродистых коррозионностойких сталей, следствием чего является улучшение качества поверхности горячекатаного подката и, соответственно, холоднокатаного листа. Ограничение верхнего предела по содержанию бора 0,005% обусловлено необходимостью предотвращения образования боридной эвтектики в сварном соединении. Введением кальция достигается более высокая степень чистоты металла, т. к. обладая высокой поверхностной активностью и сродством к сере и фосфору, кальций тормозит диффузионную подвижность последних. При введении кальция в количестве более 0,10 наблюдается повышенное содержание окислов кальция и поэтому содержание его ограничено. Значение нижних пределов бора и кальция определены исходя из проявления эффекта положительного влияния. При величине соотношения ![]() ![]() ![]() ![]() Формула изобретения
Углерод – 0,01-0,06 Кремний – 0,1-0,8 Марганец – 0,5-2,0 Хром – 16,0-19,0 Никель – 8,0-10,5 Азот – 0,05-0,25 Бор – 0,001-0,005 Кальций – 0,01-0,10 Церий – 0,001-0,050 Сера – ![]() Фосфор – ![]() Железо и неизбежные примеси – Остальное при выполнении следующих соотношений: ![]() ![]() ![]() РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||