RU2738033C1 - Martensite-aging steel - Google Patents
Martensite-aging steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2738033C1 RU2738033C1 RU2020112264A RU2020112264A RU2738033C1 RU 2738033 C1 RU2738033 C1 RU 2738033C1 RU 2020112264 A RU2020112264 A RU 2020112264A RU 2020112264 A RU2020112264 A RU 2020112264A RU 2738033 C1 RU2738033 C1 RU 2738033C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- titanium
- chromium
- molybdenum
- nickel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к коррозионно-стойким мартенситно-стареющим сталям, предназначенным для изготовления высоконагруженных деталей.The invention relates to the field of metallurgy, namely to corrosion-resistant maraging steels, intended for the manufacture of highly loaded parts.
Из уровня техники известны используемые в отечественной промышленности коррозионно-стойкие мартенситно-стареющие стали SU534165A (прототип) и 03Х11Н10М2Т (аналог 1). Основным недостатком прототипа и аналога является неоптимальный химический состав не обеспечивающий достаточно высокую прочность и коррозионную стойкость одновременно. Наряду с указанным недостатком следует отметить, что в химическом составе прототипа присутствует селен, который является опасным и токсичным элементом, как при производстве стали, так и при её последующей обработке и эксплуатации.From the prior art, corrosion-resistant maraging steels SU534165A (prototype) and 03X11H10M2T (analogue 1) are known used in the domestic industry. The main disadvantage of the prototype and the analogue is the suboptimal chemical composition that does not provide a sufficiently high strength and corrosion resistance at the same time. Along with this drawback, it should be noted that the chemical composition of the prototype contains selenium, which is a dangerous and toxic element, both in the production of steel and in its subsequent processing and operation.
Кроме того, известна сталь SU585232(опубл. 25.12.1977)In addition, steel SU585232 is known (publ. 25.12.1977)
Сталь предназначена для производства изделий больших сечений с повышенной пластичностью и вязкостью. Недостатком этой стали является отсутствие в её составе алюминия, входящий в состав упрочняющей фазы Ni3(Ti, Al), которая в значительной степени увеличивает прочностные свойства стали.The steel is intended for the production of products with large sections with increased ductility and toughness. The disadvantage of this steel is the absence of aluminum in its composition, which is part of the hardening phase Ni 3 (Ti, Al), which significantly increases the strength properties of steel.
Из уровня техники известна мартенситно-стареющая сталь 03Х11Н10М2Т (ЭП678, ВНС-17) по ТУ 14-1-1540-75From the prior art, maraging steel 03X11N10M2T (EP678, VNS-17) according to TU 14-1-1540-75 is known
Недостатком этой стали является невысокое содержание хрома, не обеспечивающего достаточную коррозионную стойкость, а также повышенное содержание никеля, молибдена и титана в количествах не позволяющих получить достаточной высокий комплекс механических свойств.The disadvantage of this steel is the low content of chromium, which does not provide sufficient corrosion resistance, as well as the increased content of nickel, molybdenum and titanium in quantities that do not allow obtaining a sufficiently high complex of mechanical properties.
Известна сталь RU2169790С2 (опубл. 27.06.2001) - аналог 2Known steel RU2169790S2 (publ. 27.06.2001) -
Сталь имеет следующий химический состав (мас.%):The steel has the following chemical composition (wt%):
Сталь предназначена для производства паяно-сварных конструкций энергетических установок, работоспособных при температурах от -253 до 500 °C. Недостатком этой стали является избыточное легирование кобальтом, которое приводит к значительному удорожанию стали без предоставления соизмеримых преимуществ по механическим свойствам.The steel is intended for the production of brazed-welded structures of power plants, operating at temperatures from -253 to 500 ° C. The disadvantage of this steel is excessive alloying with cobalt, which leads to a significant increase in the cost of steel without providing commensurate advantages in mechanical properties.
Известна сталь RU2532785С1 (опубл. 17.05.2013) - аналог 3Known steel RU2532785С1 (publ. 05/17/2013) - analogue 3
Сталь имеет следующий химический состав (мас.%):The steel has the following chemical composition (wt%):
Сталь предназначена для производства изготовления высоконагруженных упругих металлических уплотнений разъемных соединений энергетических установок, работающих в агрессивных средах при температурах от 20 до 723 K. Недостатком этой стали, с одной стороны, является недостаточное содержание хрома для обеспечения коррозионной стойкости и механических свойств и отсутствие с составе стали алюминия, а, с другой стороны, её избыточное легирование молибденом и кобальтом в значительной степени удорожающих металл.The steel is intended for the production of highly loaded elastic metal seals for detachable joints of power plants operating in aggressive environments at temperatures from 20 to 723 K. The disadvantage of this steel, on the one hand, is the insufficient chromium content to ensure corrosion resistance and mechanical properties and the absence of aluminum, and, on the other hand, its excessive alloying with molybdenum and cobalt, which greatly increases the cost of the metal.
Известна сталь RU2571241С1 (опубл. 20.12.2015)Known steel RU2571241С1 (publ. 20.12.2015)
Сталь имеет следующий химический состав (мас.%):The steel has the following chemical composition (wt%):
Сталь предназначена для производства изделий с высокой твердостью и коррозионной стойкостью при достаточной пластичности. Недостатком этой стали является избыточное её легирование алюминием при невысоком содержании титана, что не удовлетворяет оптимальному стехиометрическому составу упрочняющей фазы Ni3(Ti, Al) и, как следствие, сталь имеет меньшую прочность.Steel is intended for the production of products with high hardness and corrosion resistance with sufficient ductility. The disadvantage of this steel is its excessive alloying with aluminum with a low titanium content, which does not satisfy the optimal stoichiometric composition of the hardening phase Ni 3 (Ti, Al) and, as a consequence, the steel has a lower strength.
Известна сталь WO2019121879 (опубл. 27.06.2019) - аналог 4Known steel WO2019121879 (publ. 06/27/2019) - analogue 4
Сталь имеет следующий химический состав (мас.%):The steel has the following chemical composition (wt%):
К недостаткам этой стали относится отсутствие в её составе небольших добавок вольфрама и ванадия, которые необходимы для защиты хрома от связывания в карбиды. При термической обработке такой стали, заключающейся в закалке с последующим старением, ввиду достаточно высокой допустимой концентрации титана, помимо упрочняющей фазы выделяются карбиды титана, ухудшающие пластические и вязкостные свойства стали. Также следует отметить, что состав стали по WO2019121879 (опубл. 27.06.2019) согласно описания изобретения разработан для изготовления порошковых материалов для их последующего спекания по технологиям селективного лазерного сплавления и некоторых других технологий 3D печати, что не позволяет оценить возможность изготовления металлических изделий по классической технологии с использованием выплавки горячей деформации слитков. Также авторы изобретения не приводят данные о пластических свойствах такого металла, которые являются весьма важной характеристикой для многих изделий, изготовляемых из мартенситно-стареющих сталей.The disadvantages of this steel include the absence of small additions of tungsten and vanadium in its composition, which are necessary to protect chromium from binding to carbides. During the heat treatment of such steel, which consists in quenching with subsequent aging, due to the rather high permissible concentration of titanium, in addition to the hardening phase, titanium carbides are released, which worsen the plastic and tough properties of the steel. It should also be noted that the composition of steel according to WO2019121879 (publ. 06/27/2019), according to the description of the invention, was developed for the manufacture of powder materials for their subsequent sintering using selective laser alloying technologies and some other 3D printing technologies, which does not allow assessing the possibility of manufacturing metal products using classical technologies using melting of hot deformation of ingots. Also, the inventors do not provide data on the plastic properties of such a metal, which is a very important characteristic for many products made from maraging steels.
Технической задачей, на которую направлено настоящее изобретение, является разработка коррозионно-стойкой высокопрочной мартенситно-стареющей стали, обладающей высокой прочностью и повышенной коррозионной стойкостью.The technical problem to which the present invention is directed is the development of a corrosion-resistant high-strength maraging steel with high strength and increased corrosion resistance.
Для достижения поставленной цели предлагается мартенситно-стареющая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, титан, ванадий и вольфрам, церий и магний остальное железо и неизбежные примеси, в том числе: сера, фосфор, медь, олово, сурьма, мышьяк, свинец и висмут, отличающаяся тем, что она содержит ванадий, вольфрам, церий и магний при следующем соотношении компонентов, мас. %:To achieve this goal, maraging steel is proposed containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, aluminum, titanium, vanadium and tungsten, cerium and magnesium, the rest of iron and inevitable impurities, including: sulfur, phosphorus, copper, tin, antimony, arsenic, lead and bismuth, characterized in that it contains vanadium, tungsten, cerium and magnesium in the following ratio of components, wt. %:
Сущность изобретения заключается в подборе оптимальных соотношений основных легирующих элементов для обеспечения комплекса физико-механических свойств, а также дополнительном легировании заявляемой стали малыми количествами ванадия и вольфрама, церия и магния.The essence of the invention lies in the selection of optimal ratios of the main alloying elements to ensure a complex of physical and mechanical properties, as well as additional alloying of the claimed steel with small amounts of vanadium and tungsten, cerium and magnesium.
В сравнении с рассмотренными выше сталями заявляемая сталь содержит достаточное количество:In comparison with the steels discussed above, the claimed steel contains a sufficient amount of:
хрома, чтобы обеспечить хорошую коррозионную стойкость;chromium to provide good corrosion resistance;
никеля, чтобы обеспечить высокую ударную вязкость и обеспечить возможность выделения при старении частиц упрочняющей фазы;nickel to provide high toughness and allow the particles of the hardening phase to precipitate during aging;
титана и алюминия, достаточных, чтобы получить оптимальное количество упрочняющей фазы Ni3(Ti, Al), обеспечив при этом высокую прочность и достаточную пластичность;titanium and aluminum, sufficient to obtain the optimal amount of the hardening phase Ni 3 (Ti, Al), while ensuring high strength and sufficient ductility;
молибдена для устранения отпускной хрупкости стали, а также препятствования сегрегациям упрочняющей фазы по границам зерен;molybdenum to eliminate temper brittleness of steel, as well as to prevent segregation of the hardening phase along the grain boundaries;
ванадия и вольфрама, для образования мелкодисперсных специальных карбидов, предохраняющих хром от его связывания в карбиды Cr23C6 и тем самым улучшая стойкость заявляемой стали к межкристаллитной коррозии и титан от образования грубых угловатых включений карбида титана, улучшая пластичность заявляемой стали;vanadium and tungsten, for the formation of finely dispersed special carbides that protect chromium from binding to Cr 23 C 6 carbides and thereby improving the resistance of the claimed steel to intergranular corrosion and titanium from the formation of coarse angular inclusions of titanium carbide, improving the ductility of the claimed steel;
церия и магния, наиболее полного осуществления процесса раскисления при выплавке, а также положительно влияет на дисперсность упрочняющих фаз.cerium and magnesium, the most complete implementation of the deoxidation process during smelting, and also has a positive effect on the dispersion of the strengthening phases.
Также в предлагаемой стали нормировано содержание вредных примесей, растворенных в металле, для обеспечения её чистоты по неметаллическим включениям и обеспечению высокого качества изделий.Also, in the proposed steel, the content of harmful impurities dissolved in the metal is normalized to ensure its purity for non-metallic inclusions and to ensure high quality products.
Примеры осуществления изобретенияExamples of implementation of the invention
Опытную сталь, в пределах заявленного состава, выплавляли в вакуумно-индукционной печи. Также были опробованы вакуумно-дуговой и электрошлаковый переплавы, которые позволили дополнительно улучшить чистоту стали, в том числе и по неметаллическим включениям. Химический состав опытных плавок приведен в таблице 1. Результаты контроля механических свойств предложенной стали, а также её сравнение с прототипом и ближайшими аналогами показаны в таблице 2. Как видно из предоставленных данных, предложенная сталь имеет достаточно высокие прочностные свойства, превосходя прототип и некоторые аналоги,и в тоже время является экономнолегированной.Experimental steel, within the claimed composition, was smelted in a vacuum induction furnace. We also tested vacuum arc and electroslag remelting, which made it possible to further improve the purity of steel, including non-metallic inclusions. The chemical composition of the experimental heats is shown in Table 1. The results of monitoring the mechanical properties of the proposed steel, as well as its comparison with the prototype and the closest analogs are shown in Table 2. As can be seen from the data provided, the proposed steel has sufficiently high strength properties, surpassing the prototype and some analogues. and at the same time is economically alloyed.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020112264A RU2738033C1 (en) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | Martensite-aging steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020112264A RU2738033C1 (en) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | Martensite-aging steel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2738033C1 true RU2738033C1 (en) | 2020-12-07 |
Family
ID=73792361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020112264A RU2738033C1 (en) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | Martensite-aging steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2738033C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3488186A (en) * | 1966-08-25 | 1970-01-06 | Int Nickel Co | Strong fracture-tough steel |
DE2744047A1 (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-19 | Thyssen Edelstahlwerke Ag | High tenacity, corrosion-resistant strong martensite-hardening steel - contains chromium, nickel, molybdenum, titanium, and opt. cobalt and copper |
RU45998U1 (en) * | 2005-02-01 | 2005-06-10 | Закрытое акционерное общество "Ижевский опытно-механический завод" | PRODUCT FROM STEEL |
RU2494166C2 (en) * | 2009-05-18 | 2013-09-27 | Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. | Stainless steel for oil well, pipe from said steel and method of making stainless steel for oil well |
RU2683173C1 (en) * | 2018-05-31 | 2019-03-26 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения", АО "НПО "ЦНИИТМАШ" | High-strength nonmagnetic corrosion-resistant steel |
US20200080164A1 (en) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | Gregory Vartanov | High strength precipitation hardening stainless steel alloy and article made therefrom |
-
2020
- 2020-03-26 RU RU2020112264A patent/RU2738033C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3488186A (en) * | 1966-08-25 | 1970-01-06 | Int Nickel Co | Strong fracture-tough steel |
DE2744047A1 (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-19 | Thyssen Edelstahlwerke Ag | High tenacity, corrosion-resistant strong martensite-hardening steel - contains chromium, nickel, molybdenum, titanium, and opt. cobalt and copper |
RU45998U1 (en) * | 2005-02-01 | 2005-06-10 | Закрытое акционерное общество "Ижевский опытно-механический завод" | PRODUCT FROM STEEL |
RU2494166C2 (en) * | 2009-05-18 | 2013-09-27 | Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. | Stainless steel for oil well, pipe from said steel and method of making stainless steel for oil well |
RU2683173C1 (en) * | 2018-05-31 | 2019-03-26 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения", АО "НПО "ЦНИИТМАШ" | High-strength nonmagnetic corrosion-resistant steel |
US20200080164A1 (en) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | Gregory Vartanov | High strength precipitation hardening stainless steel alloy and article made therefrom |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101909757B1 (en) | Steel for stream turbine blade with excellent strength and toughness | |
CN110225989B (en) | Duplex stainless steel clad steel and method for producing same | |
CN113319469B (en) | High-strength heat-resistant steel gas shielded welding wire and preparation method thereof | |
CN104152818A (en) | Duplex stainless steel and preparation method thereof | |
US6743305B2 (en) | High-strength high-toughness precipitation-hardened steel | |
CN104878316A (en) | High-strength high-toughness high-nitrogen austenitic stainless steel | |
JPH0768603B2 (en) | Duplex stainless steel for building materials | |
EP2247761B1 (en) | Method of making a high strength, high toughness, fatigue resistant, precipitation hardenable stainless steel | |
CN113774270A (en) | High-strength high-toughness precipitation hardening stainless steel bar and preparation method thereof | |
US3262777A (en) | Ultra tough maraging steel | |
US20020164261A1 (en) | Cast shaped article made from high strength, precipitation-hardenable stainless steel and a process for making same | |
US20230357909A1 (en) | Austenitic stainless steel | |
KR102009630B1 (en) | Grater | |
RU2738033C1 (en) | Martensite-aging steel | |
AU2002257862B2 (en) | Reinforced durable tool steel, method for the production thereof, method for producing parts made of said steel, and parts thus obtained | |
JP4653149B2 (en) | Chromium manganese nitrogen austenitic stainless steel | |
CN113528941A (en) | Nitrogen-containing martensitic stainless bearing steel and preparation method thereof | |
RU2665854C1 (en) | Thick cold-resistant steel | |
RU2657741C1 (en) | Structural cryogenic austenite high-strength corrosion-resistant weldable steel and its treatment method | |
JPH0776721A (en) | Heat treatment of heat resisting cast alloy | |
US20230357879A1 (en) | Highly corrosion-resistant austenite stainless steel and method for producing the same | |
JP3819848B2 (en) | Heat resistant steel and manufacturing method thereof | |
CN103981437B (en) | Alloy steel with high strength and high toughness, preparation method and application thereof to steel structure | |
WO2021251892A1 (en) | Hot work tool steel | |
CA2486902C (en) | Steel for components of chemical installations |