Что такое немагнитная сталь

Обновлено: 01.05.2024

Немагнитная сталь и чугун. В качестве заменителей бронзы, латуни и других цветных сплавов в электромашиностроении применяют немагнитную сталь и чугун, имеющие аустенйтную структуру. Такая структура получается за счет высокого содержания марганца и никеля, расширяющих у-область на диаграммах состояния сплавов этих сталей с железом. Например, никелевая немагнитная сталь Н25, содержащая 22 - 25 % Ni, получает аустенйтную структуру после закалки в масле при 920 - 940 С. Она допускает обработку режущим инструментом, хорошо сопротивляется коррозии, но цена ее высока вследствие присутствия 22 - 25 % Ni. Эта сталь наиболее распространена, однако, обрабатываемость ее хуже, чем немагнитной никелевой стали. Аустенитная марганцовистая сталь не поддается обработке резанием, так как ее аустенит под действием режущего инструмента переходит в мартенсит с высокой твердостью, что препятствует ее применению. [1]

Немагнитные стали и сплавы являются заменителями цветных металлов в электромашиностроении. Наибольшее применение имеют сталь марки Н25, содержащая 22 - 25 % №, и марки 55Н9Г9, содержащая 9 % Ni и 8 - 10 % Мп. Немагнитную сталь применяют в приборах, где ферромагнитные материалы могут повлиять на точность показаний. [2]

Немагнитные стали и сплавы являются заменителями цветных металлов в электромашиностроении. [3]

Немагнитные стали применяют при изготовлении установок, рассчитанных на высокие механические нагрузки. Немагнитной является сталь ЭИ269, содержащая 18 5 - 21 5 % Ni, и сталь 55Г9Н9ХЗ, содержащая 7 5 - 9 5 % Ni и 7 5 - 9 5 % Мп. Указанные стали используют для изготовления деталей электрических машин и аппаратов, а также компасных корпусов. [4]

Немагнитные стали и чугуны. Бронзы, латуни, алюминиевые и другие сплавы цветных металлов немагнитны. [5]

Немагнитная сталь применяется в приборах, где ферромагнитные материалы могут повлиять на точность показаний. [6]

Немагнитные стали и сплавы применяют в электромашиностроении. Сталь с особыми тепловыми свойствами применяется в тех приборах, где должно быть весьма незначительное тепловое расширение. [7]

Немагнитная сталь и чугун. В качестве заменителей бронзы, латуни и других цветных сплавов в электромашиностроении применяют немагнитную сталь и чугун, имеющие аустенитную структуру. Такая структура получается за счет высокого содержания марганца и никеля, расширяющих 7-область на диаграммах состояния сплавов этих сталей с железом. Она удовлетворг-тельно обрабатывается режущим инструментом, хорошо сопротивляется коррозии, но стоимость ее высока вследствие большого содержания никеля. Эта сталь наиболее распространена, однако обрабатываемость ее несколько хуже, чем немагнитной никелевой стали. Марганцовистая аустенитная сталь очень плохо поддается обработке режущим инструментом, что препятствует ее применению. [8]

Немагнитные стали и сплавы являются заменителями цветных металлов в электромашиностроении. Наибольшее использование имеет сталь марки Н25, содержащая 22 - 25 % №, и марки 55Н9Г9, содержащая 9 % Ni и 8 - 10 % Мп. Немагнитная сталь применяется в приборах, где ферромагнитные материалы могут повлиять на точность показаний. [9]

Немагнитные стали и сплавы являются заменителями цветных металлов в электромашиностроении. [10]

Немагнитные стали и сплавы ( парамагнитные) применяют в приборостроении в тех случаях, когда ферромагнитные материалы нельзя применять, так как они влияют на точность показания приборов. В качестве немагнитных материалов применяют стали и чугуны с аустенитной структурой. Аустенитные немагнитные стали содержат углерод, никель, хром, марганец и иногда другие элементы. Эта сталь после быстрого охлаждения в воде с 600 С становится полностью немагнитной. Недостатки стали: пониженная теплопроводность, обрабатываемость резанием, высокая стоимость Более низкую стоимость имеют аустенитные никельмарганцевые стали Н12ХГ, 55Г9Н9, ЭИ269 ( 4 - 5 5 % Мп, 18 5 - 21 5 Ni) и др. Они обладают более высокими механическими свойствами и более устойчивы в условиях нагрева, хорошо деформируются в нагретом состоянии, а после нормализации или закалки и в холодном состоянии. [11]

Немагнитные стали и сплавы ( парамагнитные) применяют в приборостроении в тех случаях, когда ферромагнитные материалы нельзя применять, так как они влияют на точность показания приборов. В качестве немагнитных материалов применяют стали и чугуны с аустенитной структурой. Аустенйтные немагнитные стали содержат углерод, никель, хром, марганец и иногда другие элементы. Эта сталь после быстрого охлаждения в воде с 600 С становится полностью немагнитной. Недостатки стали: пониженная теплопроводность, обрабатываемость резанием, высокая стоимость Более низ - кую стоимость имеют аустенитные никельмарганцевые стали Н12ХГ, 55Г9Н9, ЭИ269 ( 4 - 5 5 % Мп, 18 5 - 21 5 Ni) и др. Они обладают более высокими механическими свойствами и более устойчивы в условиях нагрева, хорошо деформируются в нагретом состоянии, а после нормализации или закалки и в холодном состоянии. [12]

Немагнитные стали применяют для изготовления деталей магнитных и других специальных приборов. [13]

Немагнитные стали применяют для изготовления деталей магнитных п других специальных приборов. [14]

немагнитная сталь

немагнитная сталь [non-magnetic steel] — легированная сталь аустенитного класса с низкой магнитным проницаемостью и высоким удельным электрическим сопротивлением. К ним относятся КС аустенитного Cr-Ni- и Cr-Mn-стали типа 08Х18Н10Т, 10Х14П4H₄Т и др. (ГОСТ 5632), которые являются парамагнитными и пригодными в качестве немагнитных материалов. Однако эти стали имеют низкий предел текучести (стO₂

Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг . Главный редактор Н.П. Лякишев . 2000 .

Полезное

Смотреть что такое "немагнитная сталь" в других словарях:

немагнитная сталь — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN nonmagnetic steel … Справочник технического переводчика

немагнитная сталь — nemagnetinis plienas statusas T sritis chemija apibrėžtis Neįsimagnetinantis Fe lydinys, kuriame yra немагнитная сталь12% Mn, kartais šiek tiek Ni. atitikmenys: angl. non magnetic steel; nonmagnetic steel rus. немагнитная сталь … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

немагнитная сталь — Сталь с магнитной проницаемостью не более 1,05 … Политехнический терминологический толковый словарь

Сталь — [steel] 1. Сплав железа с углеродом, содержащий от 0,025 до 2,14 % С, постянные примеси, а также легирующие элементы. 2. Вид продукции металлургического производства в ЧМ (Смотри также Прокат). Сталь классифицируется в национальных стандартах и… … Энциклопедический словарь по металлургии

сталь для холодного выдавливания и высадки — [cold heading steel] горячекатаная калибровонная сталь круглого или шестигранного сечения, а также круглая сталь со специальной отделкой поверхности, предназначенная для изготовления изделий методом холодного выдавливания и высадки, для которой… … Энциклопедический словарь по металлургии

сталь для железнодорожного транспорта — [railway steel] конструкционная углеродная и низколегированная сталь, используемая при строительстве наземных железнодорожных путей (рельсы, стрелки, рельсовые скрепления и др.) и подвижного железнодорожного состава (колеса, бандажи, оси и др.).… … Энциклопедический словарь по металлургии

сталь Гадфильда — [Hadfield steel] высокомарганцовистая аустенитная сталь, содержащая 0,9 1,3 % С и 11 14 % Mn (типа 110Г13); разработана немецким инженером Гадфильдом в 1883 г. Сталь Гадфильда при низкой твердости обладает необычно высокой износостойкостью при… … Энциклопедический словарь по металлургии

инструментальная легированная сталь для горячего деформирования — [hot deforming tool alloyed steel] среднеуглеродистая среднелегированная (Cr, Мо, W, V и др.) сталь, преимушественно предназначенная для горячего деформирования металлов и других материалов (штамповка, прессование, высадка, резка и т. п.), а… … Энциклопедический словарь по металлургии

углеродистая сталь — [carbon steel] сталь, не содержащая специально введенных легирующих элементов (нелегированная сталь). Углеродистая сталь кроме основы Fe (97 99,5 %) и С ( Энциклопедический словарь по металлургии

конструкционная сталь — [engineering (constructional) steel] сталь для изготовления деталей машин, механизмов и конструкций в машиностроении, строительстве и на транспорте, с необходимым комплексом физико химических, механических и технологических свойств.… … Энциклопедический словарь по металлургии

Что такое немагнитная сталь

В электромашиностроении от материала требуются иногда немагнитность и механическая прочность одновременно.

Вместо цветных металлов для этой цели применяют более дешевые немагнитные аустенитные стали. Аустенитные нержавеющие (см. гл. XIX) или износоустойчивые (см. гл. XX) стали пригодны как немагнитные, если по прочностным свойствам они удовлетворяют поставленным требованиям. Однако сталь часто не проходит по прочностным и технологическим свойствам, а аустенитные нержавеющие стали слишком дороги в качестве материала для деталей большой массы (например, для немагнитных бандажных колец в турбогенераторах). В этом случае применяют стали, легированные марганцем, хромом, алюминием при сравнительно повышенном содержании углерода и ограниченном содержании никеля.

Аустенитная структура получается в результате закалки, а упрочнение — при холодном наклепе (если в закаленном состоянии прочность недостаточна). Сталь должна обладать устойчивым аустенитом, т. е. точка должна лежать ниже чтобы деформация при комнатной температуре не вызывала образования мартенсита.

Состав некоторых промышленных немагнитных сталей приведен в табл. 100.

Раньше в качестве немагнитных применяли стали с высоким содержанием никеля . В настоящее время найдены составы с меньшим содержанием дефицитного никеля или даже совершенно без никеля где в качестве аустенитообразователя выступает марганец. Марганец как аустенитообразователь действует в два раза слабее никеля, поэтому для получения устойчивого аустенита увеличивают содержание углерода. Если полностью отказаться от присадки никеля, то аустенитная структура и немагнитность могут быть получены в стали состава: Это — сталь типа стали Гадф и льда с присущей ее склонностью сильно упрочняться при деформировании и, следовательно, плохо подвергаться обработке давлением, резанием и т. д., что в данном случае является недостатком. Присадка алюминия в марганцовистые аустенитные стали сильно уменьшает их склонность к упрочнению при деформации.

Таблица 100. (см. скан) Состав немагнитных сталей, %

Такая особенность легирования марганцовистого аустенита алюминием использована в наиболее экономичной и достаточно технологичной немагнитной стали Механические свойства этой стали в закаленном состоянии следующие:

Предел прочности может быть повышен наклепом до 1500—1800 МПа при одновременном снижении пластичности. Все перечисленные аустенитные стали не являются коррозионно устойчивыми; стойкость Против коррозии у них выше, чем у обычной углеродистой стали. При одновременном требовании немагнитности и

высокой коррозионной устойчивости следует применять нержавеющие стали или цветные металлы (латуни).

Получили применение и железомарганцовистые стали, прочность которых обусловлена образованием не а немагнитным -мартенситом. Такие стали содержат примерно с дополнительным легированием кремнием и некоторыми другими элементами, в том числе и нитридообразующими. Из-за низкого содержания углерода при умеренной прочности они обладают высокой пластичностью и хорошей свариваемостью, нечувствительностью к коррозионному растрескиванию.

В ряде случаев применяют немагнитный чугун. Это достигается глубоким легированием чугуна никелем и медью, элементами, расширяющими у-область и одновременно вызывающими графитизацию. Такие чугуны обладают и более высокими механическими свойствами по сравнению с обычными серыми чугунами. Эти группы получили название «нирезист» [от слов никель и resisto (лат.) сопротивление]. В соответствии с ГОСТ 1184-80 имеются три марки нирезистов, содержащих и другие легирующие элементы в количестве согласно марочному обозначению ( — с шаровидным графитом).

Магнитится ли нержавеющая сталь и почему?

Магнетизм сталей играет важную роль при применении их в качестве магнитных материалов для электромагнитов, катушек, дросселей, трансформаторов. Но на практике может пригодиться и магнитная нержавейка, вопреки стереотипам о её немагнитности.

От чего зависят магнитные свойства?

Большинство пользователей, имеющих крайне поверхностные знания о магнетизме нержавеющих сталей, ответит отрицательно на вопрос о том, должна ли магнититься нержавейка. Достаточно поднести магнит к раковине из нержавейки, как не последует никакого положительного отклика от самого материала, из которого сработано данное изделие. С большой долей вероятности раковины и унитазы для железнодорожных вагонов сделаны из технической нержавейки, которая не магнитится. Магнитная проницаемость её такова, что магнит не липнет к ней.

Магнитное поле с некоторым значением напряжённости воздействует на оказавшиеся в его зоне доступа предметы так, что намагничивает их. Интенсивность намагничивания растёт с напряжённостью: она равна произведению величин магнитной восприимчивости и напряжённости.

Основываясь на интенсивности намагничивания, магнитные материалы подразделяются на следующие виды:

парамагнетики – магнитная восприимчивость больше нуля;
диамагнетики – эта же величина будет нулевой;
ферромагнетики – материалы, чья восприимчивость к действию магнита отличается существенно большей нуля величиной.

К последним веществам относят железо, кобальт, никель и кадмий, которые интенсивно намагничиваются, находясь в зоне действия магнитного поля. В особую группу попадают усиленные композитные магнетики: неодим, железо и бор в сочетании друг с другом, находясь в определённой пропорции, образуют неодимовые магниты, генерирующие настолько сильные магнитные поля, что оторвать друг от друга такие магниты почти невозможно.

Магнетизм нержавеющей стали связан также с её внутренним структурным строением, включающим в себя аустенитную, ферритную и мартенситную стали. Чем больше конкретного состава в изготовленном изделии (и меньше другого), тем сильнее (или слабее) этот предмет притянется к изделию. На магнитные свойства нержавеющей стали влияет состав нержавейки, которая в разных сочетаниях включена в общий сплав. Разные нержавейки обладают разной структурой.

Какие марки притягиваются?

Нержавейки с хорошей магнитной отзывчивостью магнитятся в том случае, когда в их составе преобладает мартенсит. Он является ферромагнитным материалом. У феррита две фазы, в зависимости от температуры нагрева преобладает та или другая. Феррит становится ферромагнетиком, когда его подогреют до значения, которое несколько ниже температуры Кюри. Стоит эксперимента ради накалить феррит до температуры выше этой точки, как в нём основное место уже отводится значительно разогретой дельта-фазе, являющейся особым парамагнитным материалом.

В основном же намагничивается нержавейка, в которой главное место отводится именно мартенситу. Подобно простым углеродсодержащим стальным сплавам мартенситная сталь активно намагничивается. Собственно, по этой характеристике ее и противопоставляют амагнитным нержавейкам. Свойство нержавейки, при котором она не магнитится, влияет на её коррозионностойкость.

Нержавейка, в составе которой есть феррит или его пропорция с мартенситной сталью, относится, скорее, к ферромагнетикам, чем к немагнитным материалам. Их свойства отличаются заметно, исходя из их состава и фазовых состояний.

Нержавеющие сплавы, чьи магнитные характеристики существенно разнятся, – это составы на основе хрома и никеля. Мартенсит обретает значительную прочность посредством закаливания и отпускания. Такая сталь нашла своё применение в качестве исходного материала для ложек, вилок и ножей, ножниц, столовых кусачек и т. д. Данная сталь также применяется в качестве основного (износоустойчивого) материала в производстве деталей для машин и механизмов. В основном распространены составы с российской маркировкой 20Х13, 30Х13, 40Х13: они выпускаются с применением термообработки, а также подвергаются закаливанию.

Марка 30Х13 обладает меньшей пластичностью, но она тоже магнитится, как и три предыдущих состава.

Сплав 20Х17Н2, отличающийся высокой дозировкой хрома, также подвергается магнитному воздействию. Кроме данного качества, он еще обладает значительной устойчивостью к агрессивному разложению под действием реактивов, к примеру, окислителей. Популярности этому составу также добавляет лёгкость в обработке: его легко штамповать и разрезать. Изделия, изготовленные из данного состава, обладают не менее хорошей свариваемостью.

Магнитный состав, являющийся одним из самых низкоуглеродистых, обладает небольшой твёрдостью, в отличие от мартенситных сплавов. Это и есть состав 08Х13. Его применяют при производстве моек и раковин, ножей-крестовин для мясорубок и прочих кухонных принадлежностей. Вторичная сфера применения, которая взяла своё начало от чисто кухонной и ресторанной, – использование данного сплава в пищевых цехах крупнейших гипермаркетов. Эта сфера применения недоступна обычным домохозяйкам, но она хорошо знакома цеховым рабочим. Магнитные свойства стали не оказывают никакого влияния на целевое качество и соответствие стандартам, в которые она вписывается.

Сталь, состоящая из мартенситных сплавов и ферритов, находящихся при нормальных условиях в свободном состоянии, – 12Х13. Хорошо намагничивается, как и все вышеперечисленные варианты. К магнитным сталям относят также состав AISI 430 (российская маркировка – 08Х17). Он отличается повышенным содержанием хрома – 15% и более.

Нержавейка идёт на выпуск проволочных сеток, труб для перевозки нефтепродуктов, деталей и комплектующих технологических установок газонефтепереработки.

Немагнитная нержавеющая сталь

Не все составы хорошо намагничиваются. Помимо слабомагнитящихся составов, у которых нет выраженного магнетизма, существуют некоторые виды технической стали на основе хрома и никеля (либо хромомарганцевые). Марганец – один из материалов, сводящих магнетизм сталей на нет. Среди немагнитных нержавеек преобладают в основном аустенитные и аустенитно-ферритные.

Аустенитные

Немагнитные аустенитные стали обладают ярко выраженным противодействием агрессивной химической коррозии. Например, если на раковину из такой стали положить раскисший кусок хозяйственного мыла и оставить его растекаться и дальше, то поверхность раковины в этом месте не пострадает даже спустя несколько лет. Технологичное превосходство немагнитных аустенитных сталей позволяет легко её обработать.

К сталям данного подсемейства относят наиболее популярные марки 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т и 12Х21Н5Т. Они обладают высокой дозировкой хрома. При этом никеля в них содержится гораздо меньше, чем в других подобных составах. Чтобы данный аустенитный состав оставался достаточно прочным и пластичным, в него подмешивают медь, молибден, титан и/или ниобий.

Аустенитно-ферритные

К сплавам, отчасти переходящим в ферритные (аустенитно-ферритным), относятся составы 08Х18Н10 (AISI 304), 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т. Эти составы активно применяются в качестве сырья для производства пищевого оборудования: нержавеющих тарелок, кружек, ножей, ложек и вилок. Они вообще не проявляют никаких магнитных свойств. Если это сантехническое оборудование, то примером станут поручни для бассейнов, однако в качестве основного несущего компонента используют не саму нержавейку, а основу из простой ржавеющей углеродистой стали, на которую нанесён нержавеющий слой (напыление). Ёмкости для холодных и горячих пищевых продуктов, баки для бани также включают в себя тонкую нержавейку, из которой сделаны стенки толщиной от 0,4 до 0,7 мм.

Характерный пример – продуктовые широкогорлые термосы (и узкогорлые для напитков), которым намагничивание вообще не нужно, т. к. оно не имеет для данной посуды никакого практического значения. Немагнитные аустенитно-ферритные и чисто ферритные сплавы важны также для производства холодильного оборудования: отсутствие намагничивания с их стороны позволяет этим приборам работать без сбоев. Наконец, предметы медицинского значения: скальпели, всевозможные зубные щипцы и прочее также производят из аустенитно-ферритных немагнитных сплавов. К таким не прилипают отколовшиеся частички магнита, намагниченные стальная пыль и стружка.

К зарубежным немагнитным сплавам (иностранная классификация) относят следующие составы. Так, AISI 409 (в России это сплав 08Х13) идёт на изготовление грузоперевозочных контейнеров, комплектующих для выхлопной системы автомашин. Углерода в таких сплавах содержится менее 0,3 промилле, что позволяет, например, согнуть выхлопную трубу. Наличие копоти в продуктах отработки двигателя, а также брызг масляной отработки никак не влияет на структуру и прочностные (и иные) характеристики стали, из которой сделана выхлопная труба и трубопроводы, подходящие к глушителю. К тому же на внутренние стенки трубоканалов не налипли бы стальные частицы из изношенных моторных деталей: не все комплектующие двигателей изготовлены из немагнитных материалов.

Как определить материал магнитом?

Казалось бы, нет ничего проще проверки стали на магнетизм путём поднесения магнита. Однако далеко не у всех есть в хозяйстве один или несколько магнитов с разной напряжённостью магнитного поля. Хорошо, когда у пользователя завалялся магнитный сувенир-накладка для дверцы холодильника. Однако используют и альтернативные методы проверки.

Образец испытуемого предмета погружают в 2% раствор уксусной кислоты. Коррозия, если сталь к ней склонна, проявит себя уже через пару дней. Медный купорос, раствор которого оставлен на поверхности предполагаемой нержавейки хотя бы на пару дней, приведёт к тому, что на его месте появится тонкий медный слой (омеднение). При обычной комнатной температуре происходят сульфатация железа и восстановление меди, которая и выпадает на поверхности предмета.

Проверить без магнита, является ли стальной сплав магнитным или немагнитным, можно лишь косвенно, угадав характерные признаки проявления того или иного сплава. Безмагнитный метод не даст абсолютной достоверности ни в одном из конкретных случаев.

Изобретение относится к металлургии. Предложена немагнитная сталь, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,01-0,03; азот 0,001-0,1; марганец 20-45; хром 0,01-17,2; никель 0,001-6,0; кремний 4,0-4,5; железо - остальное. При этом верхний предел содержания хрома в стали ограничен определенными соотношениями марганца, никеля и азота, которые приводятся в зависимых пунктах формулы. Заявленная сталь имеет коррозионную стойкость в морской воде от 0,0022 до 0,08 мм/год, ударную вязкость 2,0-3,6 МДж/м 2 , предел текучести 360-450 МПа и показатели пластичности =40-70%; =50-70%. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к экономичным аустенитным высококремнистым низкоуглеродистым хромомарганцевым и хромомарганцевоникелевым с содержанием 5-6% никеля сталям.

Известны высокомарганцевые немагнитные стали с кремнием, в которых высокая концентрация хрома в аустенитном твердом растворе достигается за счет наличия в их составе углерода и азота; кроме того, они зачастую содержат дефицитные легирующие элементы, такие как медь, титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден, кобальт, никель, магний, кальций, иттрий, церий и другие, повышающие стоимость и усложняющие технологию выплавки стали. В качестве аналогов служат: авторское свидетельство СССР N 564361, кл. C 22 C 38/38, 1977, авторское свидетельство СССР N 1130618, кл. C 22 C 38/38, 1983, авторское свидетельство СССР N 1463794, кл. C 22 C 38/58, 1989.

Основным недостатком этих сталей-аналогов является то, что они представляют собой пересыщенный твердый раствор аустенита, и поэтому величина ударной вязкости их при комнатной и криогенных температурах сильно зависит от характера термической обработки, достигая наибольших значений лишь в закаленном состоянии. По этой же причине в зонах сварного шва возникает высокая вероятность выделения карбидов, нитридов и других избыточных фаз, способствующих появлению хрупкости, а также резкому снижению коррозийной стойкости. Следовательно, такие стали не могут обеспечить надлежащую надежность и долговечность работы сварных конструкций и ответственных изделий в общем и химическом машиностроении, атомной энергетике и т.д.

По технической сущности и содержанию основных компонентов наиболее близкой заявляемому изобретению является немагнитная сталь - прототип (авторское свидетельство СССР N 1463794, кл. C 22 C 38/58, 1987 г.), содержащая, мас.%: Углерод - 0,01 - 0,05 Марганец - 18 - 22 Хром - 4,5 - 5,5 Никель - 4,0 - 6,0 Азот - 0,01 - 0,05 Кремний - 3,5 - 4,5
Алюминий - 1,5 - 2,1
Ванадий - 0,2 - 0,6
Железо - Остальное
при условии, что сумма алюминия и ванадия находится в пределах 1,7 - 2,3 [1].

Эта сталь-прототип имеет высокие показатели величины ударной вязкости, пластичности и повышенные значения прочности, однако она недостаточно коррозионностойкая в морской воде, так как концентрация хрома в стали составляет всего лишь 5%. Кроме того, она содержит ванадий и алюминий, которые так же, как и кремний, вводятся в состав аустенитной стали за счет снижения в ней концентрации хрома.

Технический результат, свидетельствующий о высоких значениях величин ударной вязкости и пластичности, о повышенных показателях прочности и о повышении коррозионной стойкости, обеспечивается введением в состав низкоуглеродистой немагнитной хромомарганцевой стали кремния и достижением в аустенитном твердом растворе максимально возможной концентрации хрома.

Предельные значения хрома, полученные из этих соотношений, отражают границу между однофазной аустенитной и двухфазной аустенито-ферритной областями. Поэтому стали с концентрацией хрома, удовлетворяющей эти соотношения, принадлежат исключительно аустенитной области и, следовательно, они немагнитны.

Согласно первому условию, выраженному соотношением (1), в немагнитной стали, содержащей в качестве примесей 0,001% никеля и 0, 001% азота, максимальная концентрация хрома не может быть выше 11,7%.

Согласно второму условию, выраженному соотношением (2), в немагнитной стали, содержащей 5-6% никеля и 0,001% азота, максимальная концентрация хрома не может быть выше 14,8%.

За пределами этих максимальных концентраций хрома в структуре сталей образуется феррит, который в процессе термического воздействия при температуре ниже 800-850 o C превращается в хрупкую интерметаллидную фазу.

Установлено 5, что в тройной Fe-Cr-Mn и в псевдотройной Fe-Cr-Mn-5% Ni системах, начиная с 18% и 12% марганца соответственно, растворимость хрома в аустенитном твердом растворе линейно снижается с повышением в нем содержания марганца. Однако в этих же системах, но содержащих дополнительно 4,0 - 4,5% кремния, картина коренным образом меняется, и уже растворимость хрома в аустенитном твердом растворе линейно возрастает с повышением содержания в нем марганца. Этот факт лежит в основе изобретения и обуславливает достижение поставленной цели.

Условиями, регламентирующими верхний и нижний пределы концентрации ингредиентов в стали, являются ее немагнитность и отсутствие в ее структуре хрупких составляющих.

При ниже 20% марганца в структуре стали образуется ферромагнитная мартенситная фаза, а при выше 45% марганца возникает хрупкая высокомарганцевая фаза. Легирование стали кремнием ниже 4% и выше 4,5% не целесообразно, так как в первом случае существенно снижается эффект твердорастворного упрочнения аустенита, а во втором случае в структуре возникает высококремнистая хрупкая составляющая.

Верхний предел содержания никеля в стали, равный 5-6%, обусловлен тем, что при этих концентрациях он наиболее эффективен в качестве элемента, расширяющего аустенитную область, а также экономическими соображениями. В свою очередь, нижний предел содержания никеля, равный 0,001%, обусловлен возможным наличием его в качестве примеси.

Верхний предел концентрации азота, равный 0,1%, обусловлен тем, что при нем гарантировано получение не пронизанных порами, здоровых слитков стали, а нижний предел содержания азота, равный 0,001%, обусловлен наличием его в стали в качестве примеси.

Верхние пределы концентрации хрома в немагнитной стали 11,7%, 14,8% и 17,2% строго ограниченны условиями, накладываемыми вышеприведенными соотношениями (1), (2) и (3) соответственно, а нижний предел содержания хрома, равный 0,01%, обусловлен возможным наличием его в качестве примеси.

Углерод в немагнитной стали является неизбежной примесью и содержание его в пределах 0,01 - 0,03% зависит от состава исходных материалов и способа выплавки. Известно, что концентрация углерода более 0,03% может привести в процессе длительного термического воздействия к образованию в структуре стали карбидных включений и, следовательно, к снижению ударной вязкости и коррозионной стойкости.

Выплавка сталей производилась в магнезитовых тиглях в индукционной печи. Слитки массой 6 кг ковались на прутки сечением 15 х 15 мм при температуре 900 - 1000 o C. Свойства сталей определялись после закалки в воде с 1000 o C, а ударная вязкость и коррозионная стойкость оценивались также и после ступенчатого отжига с 1000 до 600 o C, протекавшего в течение 12 ч. Продолжительность коррозионных испытаний в синтетической морской воде составляла 2000 ч.

Составы сталей, соответствующие изобретению и прототипу, приведены в табл. 1. Результаты испытаний на коррозию и механические свойства представлены в табл. 2. Эти данные свидетельствуют о том, что в заявляемой области концентраций у сталей с минимальным хромом имеется существенное превосходство в прочности, а у сталей с максимальной концентрацией хрома - большое превосходство в коррозионной стойкости по сравнению с прототипом. Но все эти стали в пределах заявляемой области концентраций обладают высокими значениями величины ударной вязкости и пластичности.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1463794. Немагнитная сталь. Пирцхалаишвили В.А. и др., опубл. в Б.И. 1989, N 9.

2. Пирцхалаишвили В.А. Аустенитная область системы Fe - Cr - Mn - Ni. В кн.: Структура и физико-механические свойства немагнитных сталей. М.: Наука, 1986, с. 24.

3. Диаграммы состояния металлических систем. /Под ред. Петровой Л.А. М.: ВИНИТИ, 1986. Вып. 30, т. 2, с. 462, с. 672.

4. Franks K., Binder W., Thompson J. - Trans. ASM, 1955, v. 47, p. 231.

5. Kreiner H. - Arch. Eisenhuttenw., 1957, Bd. 28, H. 2, S. 81.

1. Немагнитная сталь, содержащая углерод, азот, марганец, хром, никель, кремний и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Углерод - 0,01 - 0,03
Азот - 0,001 - 0,1
Марганец - 20 - 45
Хром - 0,01 - 17,2
Никель - 0,001 - 6
Кремний - 4 - 4,5
Железо - Остальное
2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что верхний предел содержания хрома ограничивается следующим соотношением: хром 9 + 0,6 x % марганца, для никеля - 0,001% и азота - 0,001%.

3. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что верхний предел содержания хрома ограничивается следующим соотношением: хром 13 + 0,04 х % марганца, для (5 - 6)% никеля и 0,001% азота.

4. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что верхний предел содержания хрома ограничивается следующим соотношением: хром 15 + 0,05 х % марганца, для (5 - 6)% никеля и (0,08 - 0,1)% азота.

Изобретение относится к металлургической промышленности и касается состава жаропрочной стали, используемой для производства жаропрочных специальных литых и деформируемых изделий и арматуры, работающих в условиях стационарного и переменного температурно-силового воздействия, а также длительного абразивного изнашивания при высоких температурах

Изобретение относится к области металлургии, в частности к коррозионно-стойким нержавеющим сталям, предназначенным для медицинских целей, изготовления фармацевтического оборудования, инструмента, используемого в пищевой промышленности, контактирующего непосредственно с продуктами питания, и столовых приборов

Изобретение относится к металлургии стали, в частности к производству полосовой заготовки для профилирования

Изобретение относится к области металлургии, в частности к жаропрочным сталям, и может быть использовано при производстве центробежных труб, предназначенных для изготовления змеевиков трубчатых печей, роликов и других деталей, работающих в агрессивных средах при высоких температурах и давлениях

Изобретение относится к аустенитной нержавеющей стали, содержащей включения выбранного состава, полученные произвольно, состав в зависимости от общего состава стали выбирают таким, чтобы физические свойства этих включений благоприятствовали их горячей трансформации стали

Изобретение относится к металлургии, в частности, к коррозионностойкой аустенитной стали, используемой при производстве немагнитных труб для корпусов и охранных кожухов телеметрических систем для контроля траектории при бурении и других изделий, работающих в условиях знакопеременной нагрузки

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к износостойкой хладостойкой стали для изготовления ножей, зубьев и коронок горнодобывающей техники и рыхлителей бульдозеров, работающих в гидро-, абразивноизнашиваемых условиях

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к составам коррозионностойкой стали, используемой для изготовления корпусов погруженных МГД насосов для перекачки алюмоцинкового расплава

Изобретение относится к аустенитной стали для оболочек ТВЭЛов реакторов на быстрых нейтронах и направлено на повышение сопротивляемости распуханию в оболочках ТВЭЛов при выгораниях выше 10,0-12,0% при сохранении на высоком уровне технологичности, фазовой и структурной стабильности и других характеристик

Изобретение относится к черной металлургии в частности к составу жаростойкой аустенитной стали для изготовления деталей, работающих в условиях высоких температур, теплосмен и агрессивных сред, например для изготовления цепей вращающихся печей для обжига клинкера в цементной промышленности

Изобретение относится к металлургии, а именно к сталям, используемым в машиностроении для изготовления конструкций, подвергающихся ударно-абразивному износу и работающих при температуре ниже 40oС

Изобретение относится к металлургии, в частности к жаропрочному сплаву, который может быть использован для изготовления реакционных труб установок производства этилена, водорода, аммиака, сероуглерода, метанола и др

Изобретение относится к металлургии деформируемых высокопрочных коррозионно-стойких сталей, используемых в судостроении, гидротурбостроении, в частности при производстве деталей судовых гребных винтов и рабочих колес гидротурбин, работающих в коррозионной среде под действием значительных статических и циклических нагрузок

Изобретение относится к металлургии, а именно к ферритной стали с улучшенной обрабатываемостью на прутковом токарном автомате

Читайте также: