Конструкционная сталь

 

КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец , хром, ванадий, алюминий, азот и железо, отличающаяся тем, что, с целью улучшения пластичности и ударной вязкости, она дополнительно .содержит титан, бор и кальций при следующем соотносюнии компонентов , мас.%: Углерод 0,28-0,45 Кремний 0,17-0,37 Марганец 0,50-0)80 Хром 0,70-1,10 Ванадий 0,04-0,12 Алюминий 0,015-0,08 Азот 0,004-0,012 Титан 0,02-0,.06 9 Вор 0,001-0,004 Кальций 0,001-0,004 Железо Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

09jW

РЕСПУБЛИК

„.SU,, 0 495 A

3(53) С 22 С 38 32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3517392/22-02 (22) 03.12.82 (46) 07.01.84. Бюл. Ф 1 (72) А,М.Скребцов, H.E.Ãîëüäøòåéí, Г.В.Спиркина, Л.Б.Ефимова, Л.П.Абаимов, Ю.Д.Егоров, Г.Н.Мулько, В.Н.Эктов, В.Г.Захарова и A.È.Êèðüÿêîâà (71) Научно"исследовательский институт металлургии и Чебоксарский завод промышленных тракторов (53) 669.15-,194(088.8) (56) 1. Сталь легированная кочструкционная. ГОСТ 4543-71.

2. Авторское свидетельство СССР

В 454274, кл. С 22 С 38 24, 1972. (54)(57) КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, алюминий, азот и железо, отличающаяся тем, что, с целью улучшения пластичности и ударной вязкости, она дополнительно .содержит титан, бор и каль- ций при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,28-0,45

Кремний, 0,17-0,37

Марганец 0,50-0;80

Хром О,7О-1,10

Ванадий 0,04-0,12

Алюминий 0.,015-0,08

Азот 0,004-0,012

Титан 0 02 0 06

Бор 0,001-0,004

Кальций 0,001-0,004

Железо Остальное

1065495

10 мас.%

Содержание элементов, Сталь (1 (ЙФ И Ct . Ф АР Н В Са пр у;лагаемая

0,28 0,17 0,50 0,70 0.04 0,015 0,004 0,001 0,02 . 0,001

0,36 0,28 0,74 0,92 О,ОЯ 0.,05 0,01 0,0028 0,043 0,003

0,45 0,37 0,80 1,10 0,12 0,08 .. 0,012 0,004 0,06 0,004

0,39 0,28 0,35 2,32 0,14 0,054 0,028 .

Известная

Изобретение относится к металлургии, в частности к сталям, применяемым для изготовления деталей, подвергающихся при эксплуатации абразивному изнашиванию, значительным ударным нагрузкам, испытывающих 5 высокие удельные давления в диапазоне температур 50-70 С, например, для деталей ходовой системы тяжелых гусеничных машин (башмаки, звенья гусениц).

Известна сталь марки ЭОХРА, содержащая, мас.%:

Углерод 0,27-0,33;

Кремний 0,17-0,37;

Марганец 0,50-0,80;

Хром ",0-1,30;

Железо Остальное (1).

Однако эта сталь обладает недостаточной иэносостойкостью и сравнительно низкой прокаливаемостью.

Наиболее близкой к изобретению по 2 технической сущности и достигаемому результату является сталь следующего состава, мас. %: углерод 0,36-0,42; кремний 0,17-0,37; марганец 0,25-0,5; хром 1,8-2,4 ванадий 0,09-0 15, алюминий 0,02-0,06; азот 0,02-0,04, железо — остальное. Сталь такого состава, микролегированная азотом и ванадием, характеризуется повышенной склонностью к необратимой 30 отпускной хрупкости (2).

Недостатком известной стали являются относительно низкие значения пластических характеристик и .ударной вязкости, особенно при отри- 35 цательных температурах.

Кроме .того, повышенное содержание хрома в составе известной стали не только удорожает ее, но и значительно снижает технологичность в услови- 40 ях металлургического передела и при термообработке готовых изделий.

Цель изобретения — улучшение пластичности и ударной вязкости стали.

Поставленная цель достигается

° тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, алюмний, азот и железо, дополнительно содержит титан, бор и кальций при следующем соотношении компонентов, мас;%:

Углерод 0,28-0,45

Кремний 0,17- 0,37

Марганец 0,50-0,80

Хром 0,70-1,10

Ванадий 0,04-0,12

Алюмн ий 0,015-0,08

Азот 0,004-0,012

Титан 0,02-0,06

Бор 0,001-0,004

Кальций 0,001-0,004

Железо Остальное

Сталь предлагаемого состава позволяет обеспечить необходимую закаливаемость, глубокую прокаливаемость и после упрочняющей термической обработки — твердость на поверхности детали 48-58 Н С, а на глубине

10 мм от поверхности — 45-55 НВС.

Эта сталь мелкозернистая (зерно 9-10 баллов по шкале ГОСТ 5639-65 при нагреве до 930 С).

Сталь характеризуется комплексом высоких прочностных пластических и вязких свойств, мало изменяющихся при отрицательных температурах.

Сталь выплавляли в открытой индукционной печи емкостью 150 кг с основной футеровкой.

Слитки были прокатаны на экспериментальном прокатном стане на прутки сечением 40 мм .

Термическую обработку проводили по двум вариантамг закалка при 900 С с последующим отпуском при 180 о в течение 2 ч и закалка при 900ОС с последующим отпуском на твердость

286-293 НВ.

Испытания ударной вязкости проводили при 20 и 70 С.

В табл. 1 и 2 приведены химический состав и механические свойства предлагаемой стали и известной. после термической обработки на два уровня прочности.

Из приведенных данных видно, что наличие бора в закаленной и ниэкоотпущенной. стали обеспечивает су|дественное (в 1,5 и более раза) повышение ударной вязкости материала при. всех условиях испытаний..

Т а б л и ц а 1.1065495

Таблица

Предел текучести, т кгс/мм 2 Ударная вязкость,(g„ кгсм/см2 при температурах. Относительное удлинение, 6

Относительное сукение, М

Услов ия термической обработки

Предел прочности

2 кгс/ „2

Сталь

-70

Предлагаемая Закалка при.

900 С 158

178

8,9 6,5

7,8 6,5

53 19(Г в масло 173

Отпуск,при

180 С в те- 186 чение двух часов

206

43

6,0 5,5

Известная

4,2 3,4

180

202

Предлагаемая Закалка при

900 С

101

14 7,3

13,3 6,8

92

64 94

101 в масло

Отпуск на твердость

286-293 НВ 96

12 6 5

8,9 3,8

103

16 (3, 5-3, 6 мм 94

ДБр) 52

Известная

102

Составитель С. Деркачева

Редактор О. Черниченко ТехредЛ,Мартяшова Корректор A- Тяско

Заказ 11011/31 Тираж 608

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

,Филиал ППП- "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

В предлагаемой стали более низкое по сравнению с известной содержание хрома, азота и ванадия способствует .получению более высокой ударной вязкости стали после улучшения закалки и высокого отпуска) как при комнатной, так и при отрицательной температурах испытаний.

Предлагаемая сталь характеризует-. ся также более высокими значениями пластических характеристик не только в высокопрочном, но и в улучшенном 45 состояниях

Таким образом, предлагаемая высокопрочная экономнолегированная сталь имеет глубокую прокаливаемость, мелкозернистую структуру, высокие значения пластических и вязких харак« теристик, что обеспечивает высокую конструктивную прочность в целом и позволяет успешно применять ее для деталей ответственного назначения, работаюших в тяжелых почвенно-климатических условиях.

Экономическая эффективность при применении предлагаемой стали возникающая эа счет увеличения долговечности башмаков гусеницы тяжелых гусеничных тракоторв составит свыше 700 тыс.руб.