Сталь

 

союз сонетсних ссциАлистичесних

РЕСПУБЛИН

399 - 24 С 38/38

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕ ГЕНИЯ госуд@ стненный комитет сссР по делАм изОБРетений и ОтнРитии (21)3524405/22-02 (22)23.12.82 (46 ) 28. 02. 84. Вюл. Р 8 (72)В.Ф. Меркулов, К.К. Жданович, B.N. Кунгуров, Н.A. Угарова, И.В. Зуев, Л.Н. Колесников, В.И. Терентьев-, Г.Н. Косых, В.Н. Винокуров и С.И. Рывкин (53)669.1 4.018.256-194(088 8) (56)1 Сталь 110Г1ЗЛ. ГОСТ 2176-77. . 2. Сталь 130Г14ХМФАЛ. ГОСТ 2176-77. (54 ) (57) СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, азот, железо, о т л и ч а. ю щ а я с я тем,что,с це„„яО„„днцщвб лью повышения износостойкости и трещиноустойчивости, она дополнительно содержит титан, алюминий н кальций при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Углерод 0,9-1,5

Марганец 11,0-15,0

Кремний 0i3-.1,0

Хром 0,1-1,5

Азот 0,055-0,150

Титан 0,01-0,15

Алюминий 0,005-0,060

Кальций -- - 0,005-0,0 0

Железо Остальное

1076486

Изобретение относится к металлургии, в частности, к износостойким литым сталям, предназначенным для отливки траков гусениц, зубьев ковшей, плит щековых дробилок и других изделии.

Нзьестна износостойкая литая сталь

110Г13Л Г1 J.

Указанная сталь на обеспечивает высОКОЙ стОйкОсти изделий т осОбеннО при низких температурах.

Наиболее близкой к предлагаемой по достигаемому эффекту является износостойкая литая сталь 130Г14ХМФИ1 2>, содержащая компоненты в следующсм соотношении, мас.Ъ.: 15

Углерод 1,2-1,4

Кремний Не Смелее О, 6

Марганец 12,5-15,0

Хром 1тО 1-т-5

Молибден От2 От3 20

Ванадий 0,08-0,12 йзот 0,025-0,050

Желез о ОстальнОе

Недостатками известной стали являются ее низкие износостойкость и трещиноустойчивостьт а также недостаточная стойкость изготовленных из нее изделий, связанные с неудовлетворительной макро- и микроструктурой литого металла. 30

Цель изобретения — повышение износостойкости и трещиноустойчивости с стали.

Указанная цель достигается "åì, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, азот, железо, дополнительно содержит титан, алюминий и кальций при следующем соотно. шении компонентов, мас.Ъ:

Углерод 0,9-1,5

Марганец 11,0-15,0

Кремний 0,3-1 О

Хром 0,1-1,5

Р.з от 0,055-0,150 титан 0,01-0,15 алюминий О 005 0 ОбО

Кальций 0,005-0,020

Железо Остальное

Нри введении в сталь алюминия в количестве 0,005-0,0бО мас.Ъ, тита- 50 на 0,01-0,15 мас.Ъ и азота 0„05$0,150 мас.%- образуются мелкодисцерсные карбонитриды и нитриды этих элементов, которые при затвердевании металла служат .дополнительными цент-55 рами кристаллизации. В результате этого в стали получаются более мелкие макроструктура и зерно аустенита равномерного состава с тонкой межзерен-. ной прослойкой, которые лучше сопро- 60 тивляются износу и обеспечивают литому металлу более высокую ударную вязкость и, следовательно, устойчивость против Образования горячих трещин. б5

При снижении содержания алюминия менее 0,005 мас,Ъ, титана 0,01 мас.Ъ и азота 0,055 мас.Ъ карбонитриды и нитриды этих элементов не образуются, что приводит к укрупнению макроструктуры стали и величины зерна аустенита. Свойства литого металла при этом снижаются.

Увеличение содержания алюминия более 0,06 мас.Ъ, титана 0,15 мас.Ъ и азота 0,15 мас.Ъ приводит не к увеличению количества дополнительных центров кристаллизации, а к увеличению размеров карбонитридов и нитридов, Зто приводит к снижению модифицирующего эффекта и свойства стали.

Кроме того, выделяясь при отпуске стали, карбонитриды и нитриды алюминия и титана увеличивают вторичную твердость стали и дополнительно ее износостойкость.

Высокий уровень пластичности и ударной вязкости литого металла, а дополнительно и повышенная ее трещиноустойчивость обеспечиваются введением кальция в количестве 0,0050,020 мас.Ъ, образующего глобулярные, легкоплавкие неметаллические включения, которые хорошо удаляются из металла в шлак. При введении в металл кальция в количестве менее 0,005 мас.Ъ модифицирующий эффект от его присадки отсутствует и пластические свойства и трещиноустойчивость литой стали снижаются. При присадке в металл кальция в количестве более 0,020 мас.Ъ увеличивается размер неметаллических включений и дополнительного модифицирующего эффекта и улучшения пластических свойств литой стали не происходит. ,Цля исследования свойств известной и предлагаемой сталей в 700-киллограммовой лабораторной индукционной печи выплавляют опытные плавки. Нз ме". талла опытных плавок отливают плиту щековой дробилки, трефовые пробы и образцы для исследования износостойкости стали.

В табл. 1 представлен химический состав исследованных сталей. !

Из трефовых проб вырезают и изготовляют образцы для испытания механических свойств литого металла. Режим термической обработки образцов: закалка с 1130 С, охлаждение в воде, о

Относительную износостойкость ста,лей определяют цо величине средней интенсивности изнашивания на машине

СНЦ-2. Трещиноустойчивость сталей

Оценивают по суммарной длине трещин

На ПЛИТЕт ОТЛИТОЙ ДЛЯ ЩЕКОВОЙ ДРО билки. Стойкость плит исследуют при измельчении в щековой дробилке феррованадия до выхода их из с роя.

) 0 76486

В табл. ?.представлены результаты сравнительных исследований. ной, что обеспечивает более высокую стойкость изделий.

Ожидаемый зкономический эффект от. внедрения предлагаемой стали в производство составляет 70,4 тыс.руб, в год.

Таким образом, износостойкость и трешиноустойчнвость предлагаемой стаги значительно выше, чем известл

1 d 0 4 l П ll, а,з.

Содержание элементов, мас. Ъ

Сталь

Рлю- Каль- Желе :

Молиб- Ти-

Хром ден тан

Марга- Кремнец ний

Углерод

Известная

О, 040 Остальное

1,3 14,0 0,5 1,2 0,25

Предлагаемая

0 005 0,003 0,003 0 050

0,8 10,4 0,2 0,05

0,01 0,0.05 0,005 0,055

0,9

11,0 0,3 0,1

0,07 0,040 0,012 0,100

0,15 0,060 0,020 0,150

13,3 0,6 0,8

1,2

15 0 1,0 1,5

1 5

0,16 0,065 0,022 0,155

15,5 1,1 1,6

1,6 е

Таблица 2

Износостой-.юность,Ъ

Предел текучес,ти Ь,Па

Стой- кость плит, Ударная вязкость, кДж/м

Относительное сужение и

Известная

47- 10 92 10

100

100

2600

Предлагаемая

3200

120

119

135

127

3400

54.

135

102

141

3900

70 107 96 ° 10

119 130

3550

137

93- 10

63 10

3050

ВКИИПИ Заказ б 70/25 Тираж 603 Полисное

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, Ул. Проектная, 4

Износостойкая литая сталь

61 10"

69 107

71 1 0

Времен-. ное сопротивление

6 в,Па

92 107

95 107

98 107

Относительное удлинение с, Ъ

Трещиноустойыигость, мм