сталь "картэкс 400"

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, бор, алюминий, медь, кальций, азот и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Углерод - 0,14 - 0,20

Марганец - 1,3 - 1,7

Кремний - 0,20 - 0,70

Хром - 0,3 - 0,8

Никель - 0,10 - 0,30

Бор - 0,0005 - 0,005

Алюминий - 0,014 - 0,042

Медь - 0,1 - 0,3

Кальций - 0,0065 - 0,075

Азот - 0,007 - 0,014

Железо - Остальное

при этом отношение алюминия в азоту составляет 2 - 3.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, а именно к сталям, применяемым в машиностроении для изготовления конструкций, подвергающихся ударно-абразивному износу и работающих при температуре ниже минус 40^oC.

Известна сталь по заявке Японии JP 07188837, A, опубликованной 25.07.95. следующего состава, мас.%:

Углерод - 0,08 - 0,25

Кремний - 0,1 - 0,5

Марганец - 0,8 - 1,6

Медь - 0,1 - 0,36

Никель - 0,05 - 0,35

Хром - 0,02 - 0,4

Молибден - 0,02 - 0,3

Алюминий - 0,05 - 0,05

Кальций - 0,0005 - 0,008

Бор - 0,0001 - 0,001

Азот - 0,002 - 0,01

Железо - Остальное

Задача изобретения заключается в улучшении хладостойкости при сохранении аналогичной твердости.

Задача достигается тем, что в стали, содержащей углерод, марганец, кремний, хром, никель, бор, алюминий, медь, кальций, азот и железо, отношение алюминия к азоту составляет 2-3, а перечисленные компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%:

Углерод - 0,14 - 0,20

Марганец - 1,3 - 1,7

Кремний - 0,20 - 0,70

Хром - 0,30 - 0,80

Никель - 0,10 - 0,30

Бор - 0,0005 - 0,005

Алюминий - 0,014 - 0,042

Медь - 0,10 - 0,30

Кальций - 0,0065 - 0,075

Азот - 0,007 - 0,014

Минимальное содержание алюминия 0,014% обеспечивает образование в стали дисперсного нитрида алюминия, который приводит измельчению зерна аустенита и понижает критическую температуру хрупкости.

Максимальное - 0,042% - для исключения перенасыщения его в твердом растворе.

Минимальное содержание никеля 0,10% выбрано из условия обеспечения необходимой вязкости материала при низких температурах, а максимальное - 0,30% для исключения охрупчивания при отпуске.

Минимальное содержание кальция 0,0065% выбрано для образования мелких глобулярных неметаллических включений (стойких окислов) с целью повышения пластичности и ударной вязкости, а максимальное - 0,075% с целью исключения образования крупных окислов, которые отрицательно влияют на ударную вязкость.

Минимальное содержание меди 0,10% выбрано для получения необходимого уровня коррозионной стойкости, максимальное - 0,30% - с целью получения необходимой вязкости.

Минимальное содержание азота 0,007% выбрано для образования мелкодисперсных карбидов с целью повышения ударной вязкости.

Максимальное - 0,014% - для исключения склонности к механическому старению.

Отношение алюминия к азоту (Al/N = 0,014/0,007-0,042/0,014 = 2-3 выбрано с целью полного связывания и исключения легирования матрицы алюминием. Уменьшение или увеличение этого соотношения приводит к повышению температуры перехода в хрупкое состояние.

Известные и предлагаемые составы сталей выплавлялись в индукционных печах ИСТ - 16 и разливались в изложницы по 50 кг. Из слитков были получены листы толщиной 20 мм. Листы подвергались закалке и отпуску. Температура перехода в хрупкое состояние по уровню 20 Дж на образцах размером 10х10 мм с острым надрезом (типа Шарпи) приведена в табл.2. Предлагаемый состав стали позволяет получить температуру перехода в хрупкое состояние ниже минус 40^oC (см. таблицу 2). В табл. 1 приведены химические составы предлагаемой и известных сталей.