Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЖАРОПРОЧНАЯ СТАЛЬ
ЖАРОПРОЧНАЯ СТАЛЬ

ЖАРОПРОЧНАЯ СТАЛЬ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к литейному производству, в частности к разработке составов жаропрочной стали. Предложена жаропрочная аустенитная сталь, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,2 - 0,45, кремний - до 1,5, марганец 2 - 4, хром 23 - 26, никель 9 - 11, медь 0,7 - 1,0, ниобий 0,6 - 1,1, железо - остальное. Содержание в стали серы и фосфора не превышает 0,03 мас.% каждого. Техническим результатом изобретения является повышение прочности для работы при высоких температурах в условиях одновременного воздействия циклических теплосмен и значительных контактных нагрузок. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2139951
Класс(ы) патента: C22C38/58
Номер заявки: 98121157/02
Дата подачи заявки: 24.11.1998
Дата публикации: 20.10.1999
Заявитель(и): Открытое акционерное общество "ГАЗ"
Автор(ы): Колганов В.Н.; Колпаков А.А.; Коровин В.А.; Рошкован М.Ш.; Палавин Р.Н.; Бабаев В.И.
Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "ГАЗ"
Описание изобретения: Изобретение относится к литейному производству, в частности к разработке составов жаропрочной стали.
Техническая задача изобретения - повышение прочностных свойств при высоких температурах.
Наиболее близким аналогом является нержавеющая жаропрочная аустенитная сталь, известная из патента Франции FR 2281994 AI от 12.03.76.
Известная сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - 0,2 - 0,5
Кремний - до 2,0
Марганец - 0,01 - 3,0
Хром - 18 - 35, предпочтительно 23 - 26
Никель - 0,01 - 15, предпочтительно 2 - 10
Азот - 0.3 - 1,0
Ниобий или ванадий - до 2,0
Сера - до 0,4
Фосфор - до 0,1
Железо - остальное
Известную сталь используют, например для изготовления деталей клапанов дизельных и бензиновых двигателей, работающих при температурах до 870oC, однако при нагреве до температур 900-1100oC происходит значительное разупрочнение стали вследствие распада карбидов хрома, обладающих невысокой термической стойкостью. Следствием этого являются возникновение движения незакрепленных дислокаций, что вызывает рост скорости ползучести и суммарную деформацию, приводящую к разрушению материала. Кроме того, известная сталь не является структурно стабильной в процессе работы в условиях циклических теплосмен. При нагреве карбиды хрома растворяются в аустенитной матрице, а при охлаждении происходит их вторичное выделение. Этот процесс сопровождается появлением фазовых напряжений, ускоряющих разрушение материала.
Технической задачей изобретения является создание жаропрочной аустенитной стали повышенной прочности для работы при высоких температурах в условиях одновременного воздействия циклических теплосмен и значительных контактных нагрузок.
Эта цель достигается тем, что жаропрочная аустенитная сталь, содержащая углерод, кремний, маргенец, никель, хром, ниобий и железо содержит дополнительно медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,2 - 0,45
Кремний - до 1,5
Марганец - 2 - 4
Хром - 23 - 26
Никель - 9 - 11
Медь - 0,7 - 1,0
Ниобий - 0,6 - 1,1
при этом содержание в ней серы и фосфора не превышает 0,03 мас.% каждого.
Повышение прочностных свойств достигается за счет введения в состав стали меди и повышения содержания марганца. Введение меди и повышение содержания марганца до 2-4% позволяет стабилизировать и упрочнить аустенит, что повышает прочностные свойства стали как при низких, так и при высоких температурах.
Сравнительный анализ признаков, отличающих данное предложение от известных в данной области технических решений, показал, что в данном сочетании проявляется новое свойство - повышение прочностных свойств при высоких температурах.
Ниже приведен пример осуществления процесса получения жаропрочной стали.
Предложенную сталь выплавляли в индукционной тигельной печи емкостью 1 т с кислой футеровкой. В качестве шихтовых компонентов использовались гостированные ферросплавы, материалы. В печь загружали стальной лом, феррохром и никель. После расплавления и снятия шлака в расплав присаживались феррониобий и медь. Перед выпуском металла в печь вводился ферромарганец. Температура выдачи металла из печи 1540 - 1560oC. Образцы для механических испытаний заливались в песчано-глинистые формы при температуре 1430 - 1470oC.
Химический состав предложенной и известной стали и их механических свойств приведены в таблицах 1 и 2 соответственно. По данным таблицы 2 следует, что сталь предложенного состава благодаря дополнительному вводу меди и повышению содержания Mn обеспечивает повышение прочностных свойств при высоких температурах.
Литература
ГОСТ 977-88. Отливки стальные.
Формула изобретения: 1. Жаропрочная аустенитная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, никель, хром, ниобий и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 0,2 - 0,45
Кремний - До 1,5
Марганец - 2 - 4
Хром - 23 - 26
Никель - 9 - 11
Медь - 0,7 - 1,0
Ниобий - 0,6 - 1,1
Железо - Остальное
2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что содержание в ней серы и фосфора не превышает 0,03 мас.% каждого.