Аустенитная сталь — SU 1116093 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСНИХсаамаапмвсиипРЕСПУБЛИН ЯО 11 9 д) С 22 С 38/5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГФ СВ АВТО ичаюю повышесваривауры приовании и струк еформи магнит полей противленияри криогенных полните етал земельн тношении 0,001-0,040 0,01-0,70 2,5-8,0 16,0-17,0 14-17 0,15-0,50а ТрудовогоэлектроМарганецХромНикельАзотБорРедкоземельныеметаллыЖелезо 0 0001-0 9 1000Остальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ордена Ленина и орденКрасного Знамени институтсварки им.Е.О.Патона(56) 1 . Сталь Х 14 Г 14 НЗТ.ГОСТ 5632-72.2. Авторское свидетельство СССРР 349319, кл, С 22 С 38/58, 1977.(54)(57) АУСТЕНИТНАЯ СТАНЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром никель, азот, желез щ а я с я тем, что ния технологичности емости, стабильност низкотемпературном воздействии сильных при 4,2 К, а также хрупкому разрушению температурах, она д содержит бор и редк лы при следующем со нентов, мас,7.:УглеродКремний1116091 Марганец Хром Никель Азот Углерод Кремний Условный 11 плавки 14,5 0,040,7 0,2 Изобретение относится к мет;тУг- гии, в частности к изысканию высоко- прочных свариваемых аустенитных сталей конструкции иэ которых длительно)работают при температурах до 2 К в сильных магнитных полях.Известны стали аустенитного класса типа Х 14 Г 14 НЗТ и им подобные, применяемые в сварных криогенных конструкциях 13, 10Больгинству сталей такого типа. присущи недостатки, существенно снижающие возможность их широкого применения в конструкциях, длительно работающих при низких температурах 15 под нагрузкой. К ним относятся низкие прочностные характеристики при комнатной температуре, а также мета- стабильность аустенита в условияхниэкотемпературного нагружения, 20 приводящая к изменению размеров конструкции и снижению работоспособности материала. Дополнительное воз - действие магнитного поля на металл облегчает полиморфное превращение, а 5 в материалах, не претерпевающих мартенситного превращения, может изменяться магнитное состояние металла. Сталь становится ферромагнетиком.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является аустенитная сталь 1 2 состава, мас.%:Углерод До 0,03Хром 17,0-21,5Никель 14,5-17,О35Марганец3,5-80Азот О, 15-0, 25Кремний ф До 0,6Сера До 0,02Фосфор До 0,0240Железо ОстальноеИспользование укаэанной системы легирования позволяет получить высокие прочностные характеристики аусте 45 нитного металла при комнатной температуре"дОвлетс)ги,ьые крак теристики п)астчност и язкости в условиях низких температур, а также стабильность структуры при низко- температурном нагружении.Однако низкая деформационная способность при высоких температурах и узкий температурный интервал горячей пластичности затрудняет деформацию металла при прокатке. Кроме того, высокое сопротивление деформации при горячей и холодной обработке давлением ограничивает получение изделий сложнои конфигурации.Целью изобретения является повышение технологичности стали, свариваемости, стабильности структуры при ниэкотемпературном деформировании и воздействии сильных магнитных полей при 4,2 К а также сопротивления хрупкому разрушению при криогенных температурах.Эта цель достигается тем, что аустенитная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, азот, железо, дополнительно содержит бор, редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углерод 0,001-0,040Кремний Оьог 0170Марганец 2,5-8,0Хром 16, 0-21, 5Никель 14-17Азот 0,15-0,50Бор О, 0001-0, 0500Редкоземельные1металлы 0,0001-0,1000Железо ОстальноеСталь содержит примеси, вес.%:Сера 0,005-0,020Фосфор 0,005-0,025В табл. 1 дан химический состав опытных сталей, в табл. 2 - их механические свойства, в табл. 3 - пластические характеристики.16093 Сера Железо Фосфор РЗМ 0,0001 0,0001 0,020 0,03 . О,О 0,0013 0,05 0,03 0,005 Остальное 0,01 0,07 0,07 Условный В плавки Магнитноеполе ПределтекуПределпрочности,МПа чести,МПа 293 380 720 77 750 440 20 1050 1700 4,2 1010 1610 4,2 460 293 830 830 1510 20 4,2 4,2 293 77 77 20 4,2 4,2 Условный БорУ плавки Температура испытаний,К 204,24,2293 Продолжение табл. 0,005 0,018 0,009 0,025 Таблица 2 1070 1730 1110 1750 1080 1660 1130 1800 410 790 790 14901090 17501060 16401120 1780420 770 800 1480 1090 1740 1040 1630 1110 1760:Характеристика Скорость деформации (Ч),мм/мин 11,3 11,2 10,7 0,5 Описываемая сталь обладает высокими прочностными характеристиками при комнатной температуре и удовлетворительными пластическими характе- фО ристиками при 4,2 К и воздействии сильных магнитных полей. Изменение фазового состава в образцах, доведенных до разрушения при 4,2 К с наложением магнитного поля .4 С ряженность 5 Тл , не происходит,При деформации 5-70% и при разрушении наличие фазового превращения не обнаружено.Введение бора в состав предлагаемой стали способствует повышению стойкости швов против образования горячих трещин. Исследование влияния бора при сварке проводили по методу МВТУ им.Баумана на-машине ЛТП-4.Изменения скорости деформации (Ч ) от содержания бора в стали приведены в табл. 4,Таблица 4 Ою 02 Ов 04 0051116093 Та блица 5 Содержание РЗМ в стали, мас.Е 0,0001 0,005 0,040 Характеристика 0,10 Длина трещиныв жестком тавровом образце,Не Не Необнар. обцар обцар. обнар,Составитель В. Брострем Редактор Н, Швыдкая Техред Ж.Кастелевич Корректор И. Муска.Заказ 6871/22 Тираж 602 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Наличие РЗМ в составе предлагаемойстали улучшает морфологию неметалличес -ких включений, способствует снижениюсеры в металле и тем самым способствует В то же время микролегирование бором и РЗМ благодаря их высокой поверхностной активности и сродстьу к Фосфору и сере тормозит диффузионную подвижность и препятствует сосредоточению серы и Фосфора у границ зерна, вследствие чего удается избавиться от красноломкости и поверхностного растрескивания описываемой стали при температурах 1173- 1373 К. При этом деформационная способность стали в интервале 1373- 1473 К не ухудшается, в результате повышении стойкости шцоц цротцц обо н зов нация горячих трещцц црц сварке,В табл, 5 представлено влияцц РЗМ ца свариваемость стали,интервал горячей деформации сталисущественно расширяется, Повышение пластических характеристик стали при высоких температурах (табл, 3) способствует снижению расходного коэю Фициецта при переделе слиток - лист с 2,2 без микродобавок до 1,5 с микродобавками, а обьем зачист - ки листового металла снизился в 2 - 2,5 раза, Применение описываемой стали позволяет также снк -зить металлоемкость сварных конструкций,