Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов
Приоритеты:
подача заявки: 1993-06-01
публикация патента: 20.12.1996
Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали, используемой для получения конструкционных деталей, воспринимающих силовой поток и подверженных ударным нагрузкам. Сталь обладает повышенными прочностными характеристиками, высокой надежностью и невысокой стоимостью. Сталь имеет следующий химический состав, мас. %: углерод 0,33 - 0,4; марганец 1,2 - 1,5; кремний 0,3 - 0,6; никель 0,6 - 1,2; хром 1,5 - 2,0; молибден 0,15 - 0,25; вольфрам 0,3 - 0,6; ниобий 0,04 - 0,06; ванадий 0,1 - 0,2; бор 0,001 - 0,005; сера 0,009 - 0,012; фосфор 0,009 - 0,012; железо - остальное. Сталь содержит молибден в отсутствие вольфрама в количестве 0,25 - 0,6. Сталь содержит вольфрам в отсутствие молибдена в количестве 0,6 - 1,2. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.
Формула изобретения
1. Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, никель, хром, молибден, ниобий, ванадий, серу, фосфор, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вольфрам и бор при следующем соотношении компонентов, мас. Углерод 0,33 0,4 Марганец 1,2 1,5 Кремний 0,3 0,6 Никель 0,6 1,2 Хром 1,5 2,0 Молибден 0,15 0,25 Вольфрам 0,3 0,6 Ниобий 0,04 0,06 Ванадий 0,1 0,2 Бор 0,001 0,005 Сера 0,009 0,012 Фосфор 0,009 0,012 Железо Остальное 2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что содержание молибдена в отсутствии вольфрама 0,25 0,6. 3. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что содержание вольфрама в отсутствии молибдена 0,6 1,2.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению стали, используемой для получения конструкционных деталей, воспринимающих силовой поток и подверженных ударным нагрузкам. Известна сталь для высокопрочных отливок с повышенной вязкостью (см. авторское свидетельство ЧССР N 244160, 1986), содержащая 0,25 0,5 углерода; 1,0 1,8 марганца; 0,3 1,0 кремния; 0,5 1,5 хрома; 0,1 0,5 молибдена; 0,05 1,0 никеля и 0,05 0,5 вольфрама, остальное железо. Эта сталь имеет недостаточно высокий уровень прочностных и эксплуатационных характеристик. Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является сталь по авторскому свидетельству СССР N 1439149, 1987, содержащая, в мас. углерод 0,27 0,33; кремний 0,4 0,6; марганец 0,4 0,9; хром 1,3 1,8; молибден 0,2 0,6; никель 1,6 2,0; ванадий 0,1 0,3; ниобий 0,1 0,3; тантал 0,05 0,2; железо остальное. Однако эта сталь также имеет недостаточно высокие механические свойства и повышенную стоимость. В настоящее время для более высокой весовой отдачи необходимы стали с повышенными прочностными характеристиками, обладающие при этом высокой надежностью и невысокой стоимостью. Для достижения поставленной цели предлагается сталь следующего химического состава, вес. углерод 0,33 0,4; марганец 1,2 1,5; кремний 0,3 0,6; никель 0,6 1,2; хром 1,5 2,0; молибден 0,15 0,25; вольфрам 0,3 0,6; ниобий 0,04 0,06; ванадий 0,1 0,2; бор 0,001 0,005; сера 0,009 0,012; фосфор 0,009 0,012; остальное железо. По п. 2 сталь содержит молибден в отсутствие вольфрама в количестве 0,25 0,6. По п. 3 сталь содержит вольфрам в отсутствие молибдена в количестве 0,6 1,2 вес. Предлагаемая сталь отличается повышенным содержанием углерода и марганца, дополнительным введением вольфрама и бора, регламентацией содержания серы и фосфора. Повышение содержания углерода в пределах 0,33 0,4 увеличивает прочность и твердость, что позволяет обеспечить рабочие характеристики при ударных нагрузках. Повышение содержания марганца в пределах 1,2 1,5 увеличивает прокаливаемость, прочность, пластичность, вязкость и литейные характеристики композиции, кроме того, повышенное содержание марганца позволяет снизить содержание никеля до 0,6 1,2, что снижает стоимость сплава без ухудшения механических свойств. Введение в состав стали бора позволяет очистить границы зерен, повысив, тем самым, механические характеристики. Регламентация содержания серы и фосфора позволяет обеспечить высокие рабочие характеристики при ударных нагрузках и различных температурах. Таким образом, изменение химического состава стали по сравнению с известным (а.с. N 1439149) позволили получить повышенные на 20 40% механические свойства, обеспечить высокую технологичность при открытой выплавке стали в электропечах. Технология изготовления листов из предлагаемой стали сводится к следующему: выплавка стали в открытых электропечах, обжатие слитков на блюминге, прокатка слябов на листы. Для проведения сравнительных испытаний были получены 5 составов предлагаемой стали (см. табл.1). Механические свойства предлагаемой стали приведены в табл.2. Указанные свойства были получены при следующей термообработке: закалка 930 10oC в масло, отпуск в масляной ванне при температуре 150-180oC, выдержка 3 ч, охлаждение на воздухе. Как видно из приведенной таблицы, прочностные свойства предлагаемой стали увеличились на 20-40% характеристики пластичности на 15-20% Одновременно с этим были выявлены хорошие технологические характеристики стали, в частности штампуемость, свариваемость, обработка резанием и др.
