Сталь

 

СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий, азот, . титан и железо, отличающаяся тем, что, с целью повыиения ударной вязкости, износрстойкостн и жидкотекучести, она дополнительно содержит хром, ванадий и кгшьций при следующем соотношении компонентов , мас.%: 0,7-1,5 Углерод 5-15 Марганец 0,3-1,0 Кремний 0,005-0,05 Алюминий 0,005-0,02 Азот 0,03-0,15 Титан 0,3-2,0 Хром 0,01-0,15 Ванадий 0,005-0,02 Кальций Желе зо Остальное

(1% (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

МЯ) С 22 С 38 38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ)Й

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (? ) 3499390/22-02 . (221 82 (46) 23. 02. 84. Бюл. 9 11 (72} М.Н. Беркун, В.Е. Дробин, Г.Н. Зимокос, В.Т. Кудин, М.И. Курбатов, .В.В. Лунев, Г.С. Павлов, Л.И. Парфенов, Г.Д. Плешивенко, В.H Сажнев, В.А ° Федьков, Г.A. Фецьков; А,A. Шерстюк и Ю.A. Шульте .

° (71} Запорожский ордена "Знак Почета" машиностроительный институт им. В,Я. Чубаря (53) бб 9. 15-194 (088. 8) (56) 1. ГОСТ 2176-77.

2. Авторское свидетельство СССР

9 399568, кл. С 2? С 38/14, 1971. (54) (57) СТАЛЬ, содержащая углеродг марганец, кремний, алюминий, азот, титан и железо, о т л н ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости, износостойкости и жидкотекучести, она дополнительно содержит хром, ванадий и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.В(Углерод 0,7-1,5

Марганец . 5-15

Кремний 0,3-1,0

Алюминий 0,005-0,05

Азот 0,005-0,02

Титан 0,03-0,15

Хром 0,3-2,0

Ванадий 0,01-0,15 g

Кальций 0,005-0,02

Железо Остальное

Ф 1 1081233 2

5 й10

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к износостойким сталям, применяемым для отливок деталей металлургического, горнорудного и машиностроительного оборудования.

Известна высокомарганцевая сталь марки 110Г13Л P1).

Недостатками этой стали являются неудовлетворительная износосто кость и ударная вязкость.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сталь (2 3 следующего состава, мас.Ъ:

Углерод . 0,7-1,2

Марганец 5-15

Кремний 0,3-0,8

Алюминий 0,1-0 5

Азот О, 05-0,.3

Титан 0,1-0,5

Железо Остальное

Недостатками известной стали являются низкие ударная-вязкость, износостойкость и жидкотекучесть.

Целью изобретения является повы-. шение ударной вязкости, износостойкости и жидкотекучести стали.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий, азот, титан и железо, дополнительно содержит хром, ванадий и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Углерод О, 7- 1, 5

Марганец 5-15

Кремний 0,3-1iO

Алюминий 0,005-0,05

Азот 0,005-0,2

Титан 0,03-0,15

Хром 0,3-2,0

Ванадий 0,01-0,15

Кальций 0,005-0,02

Железо . Остальное

Предлагаемая сталь в качестве примесей может содержать до 1., ОЪ никеля, до 0,2Ъ меди, до 0,05Ъ серы и до 0,12Ъ фосфора.

Введение в комплексе таких элементов, как 0,3-2,0Ъ хрома, 0,010,15Ъ ванадия и 0,03-0,15Ъ титана, обеспечивает образование мелкодис-, .персных, равномерно распределенных в аустените карбидов, что приводит к упрочнению стали и повышению ее износостойкости при высоких значениях ударной вязкости. Содержание в стали более О,ЗЪ хрома обусловлено тем, что хром легирует матрицу н более низкие его содержания приведут. к разрушению стали и, как следствие, к снижению прочности и пластичности. Содержание хрома ограничено 2,0Ъ, .так при более высоких содержаниях происходит загрязнение стали карбидами хрома, а так-. же их укрупнение, что, в свою очередь, приводит к снижению пластических свойств стали.

Нижнее содержание ванадия 0,01Ъ и титана О,ОЗЪ диктуется количеством карбидов и нитридов ванадия и титана в стали, которые должны обеспечить мелкозернистую структуру с целью получения более высоких значений ударной вязкости стали. Наличие в стали карбидов и нитридов ванадия и титана приводит к повышению ее износостойкости. Ограничени э предельного их содержания 0,15Ъ (ванадия и титана ) обусловлено тем, что при более высоких содержаниях этих элементов происходит загрязнение стали грубыми комплексами карбонитридов и приводит к снижению ударной вязкости стали, т.е. происходит эффект перелегирования. С целью . создания условий для образования преимущественно карбидов ванадия и титана, а не их нитридов, в предлагаемой стали снижено содержание азота до 0,005-0,02 мас.Ъ, что приводит к повышению ударной вязкости.

С этой же целью в предлагаемой стали несколько повышено содержание углерода до 1,5Ъ. Более высокое содержание углерода, чем 1,5Ъ приведет к образованию карбидов железа и тем

З0 самым к снижению пластических свойств.

С целью повышения ударной вязкости в стали снижено содержание алюминия до 0,005-0,05 мас.Ъ, так как более высокое содержание алюминия

35 приводит к получению большого количества частиц глинозема, которые располагаются строчками по границам зерен и снижают ударную вязкость.

Введение в состав стали 0,005-0,02Ъ

4Q кальция приводит к образованию легкоплавких эвтектических соединений и тем самым к повышению ее жидкотекучести. Кальций способствует глобуляризации неметаллических включений

45 и повышению ударной вязкости. Нижнее содержание 0,005Ъ кальция обусловлено тем, что при этом содержании начинается модифицирование. Жидкотекучесть стали от содержания кальция носит экстремальную зависимость.

При содержании в стали более 0,02Ъ кальция происходит снижение жидкотекучести и поэтому его содержание ограничивается 0,02Ъ.

Химический состав и свойства пред55 ложенной стали в сопоставлении с известной сталью приведены в таблице.

Как следует из приведенных в таблице данных, сталь предложенного состава (1-31 обладает в сравнении

60 с известной сталью (состав 8). более .высокими ударной вязкостью, износостойкостью и жидкотекучестью.

При выходе эа пределы предложенного состава стали (составы 4-7)

65 свойства стали ухудшаются.

1081233

«

Содержание компонентов, мас.Ъ

Состав

1 1

1 1

А1 М

С Ив

0,03 10,3 о

0,005

0,3 0,005

0,7

0,03

0,1

0i07

0,01

0,5

1i0

0,05

2,0

0,15

1,5

0 3 . Ою005

0,03 . 02

5,0

0,7

0,7

0 2

5,0

0,02

0 i 004

0,3

0,15 2у1

0,05

1,5

0,02

1i0

15

0,06

2,1

0,15

0,03

1,6

1,0

0,3

0,2

:0,5

0,3

Продолжение таблипы

Содержание компонентов, мас.:5

Са

0,01

430

1,35

2,, 4

Остальное

1,65, 560

3,0

0 07

2,5

0,02

О., 15

520

1,60 и

2,2

350

2,0

1,0

2,0

400

1,5

0,03

0,16

350

1,4

1,8

0i03

1,3

320

2,0

СоставителЬ A.Ñoëîâåé "

Редактор Г.Волкова Техред Т.Фанта Корректор В.Гирняк,Ч

Заказ 1481/24

Тираж 603 . - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4;;

I

Состав

0,005

0,005

0,15

0,005

0,013

О., 004

0i 004

0,01

О, 005

0,004

Ударная Относивязкость, тельная

Мщк . из носостойкост идкотекучесть, MM