Литейная сталь

 

ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, молибден, ванадий, кальций, алюминий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности при сохранении ударной вязкости, она дополнительно содержит барий и ниобий при следующем соотношении компонентов , мас.%:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 3(д1) С 22 С 38/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ";.

I !

К АВТОРСКОМ .К СВИДЕТЕЛЬСТВУ ти при сохранении ударной вязкости, она дополнительно содержит барий и ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.7:

0,001-0,05

Остальное

Ниобий

Железо

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О 1 НРЫТИЙ (21) 3587622/22-02 (22) 05.05. 83 (46) 30.03.84. Бюл. И - 12 (72) А.Ф. Дегтярев, Г.Г. Карев, А.И. Квасов, В.В. Головченко, В.А. Алферов и M.Г. Андриенко. (53) 668. 14. 018. 298. 3 (088. 8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

У 865958, кл. С 22 С 38/38, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

11 908919, кл. С 22 С 38/38, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3286411/22-02, кл. С 22 С 38/38, 18.02.82. (54) (57) ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, молибден, ванадий, кальций, алюминий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочносУглерод

Марганец

Кремний

Хром

Молибден

Ванадий

Кальций

Алюминий

Барий

0,12-0,20

4,5-5,5

0,10-0,40

1,0-2,0

0,10-0,25

0,25-0,45

0,001-0,02

0,005-0,10

0,001-0,02

1082860

0,07-0,14

1,2-2,0

0,2-0,6

Углерод

Марганец

Кремний

Углерод

Марганец

0,05-0,10

4,0-5,0

0,01-0,3

0 05-0,14

Хром

Ванадий

Молибден

Ванадий

О, 01-0, 06

0,01-0,3

0,01-0,05

0,001-0,018

0,001-0,01

0 15-0,30

0,15-0,30

Алюминий

Медь

Титан

Кальций

Барий

Титан

Алюминий

0,04-0,10О, 005-0, 10

0,05-0,80

Медь

Остальное

Железо

Остальное

Железо

0,15-0,25

2,15-4,2

2,0-5 0

0,3-0,46

0,1-0 35

0,1-0,5

Остальное

Углерод

Марганец

Хром

Молибден

Ванадий

Кремний

Железо

0,12-0,20

4,5-5,5

Углерод

Марганец

Изобретение относится к металлургии, а именно к легированным сталям, в частности к сталям для элементов литых конструкций горно-обогатительных машин, работающих в условиях контактно-ударного нагружения, абразивного воздействия и трения, и может быть использовано при изготовлении быстроизнашивающихся деталей дробильно-размольного оборудования, пластиняатых питателей и других машин.

Известна сталь (1) следующего химического состава, мас. .:

Редкоземельные металлы 0,001-0,01

Недостатком данной стали является невысокая ударная вязкость при отрицательных температурах.

Известна сталь (2) следующего химического состава, мас. :

Недостатком указанной стали является невысокая ударная вязкость, особенно при низких температурах. а также плохая обрабатываемость резанием, что снижает качество отливок, стойкость режущего инструмента и производительность механической обработки. Кроме того, влч указанной стали несбходим отцу< к при низких температурах, что неприемлемо для деталей машин тяжелого машиностроения из-за больших размеров. Обеспечить равномерность отпуска при 200-300 С для больших деталей с различным сечением практически невозможно, а проведение отпуска при высоких температурах для предотвращения отпускной хруп10 кости требует ускоренного охлаждения. Ускоренное охлаждение вызывае I сильное коробление деталей.

Наиболее близкой к предлагаемой является сталь (31 следующего химического состава, мас. .:

Кремний О 10 О 40

Э У

Хром 1,0-2,0

Кальций 0,005-0,02

Азот 0,005-0,05

Известная сталь хорошо работает при нагрузках на полотно пластинчато35

ro питателя, не превышающих 6в 105120 кгс/мм . Однако при эксплуатации часто возникают ситуации, когда с высоты .более двух метров падают на полотно куски исходного материала размерами от 500 до 1400 мм и.массой более 2 т, что вызывает возрастание наг. рузки на полотно до 130-140 кгс/мм 2 и выводит пластинчатые питатели из строя, вследствие чего необходимо .создание более прочной стали.

Цель изобретения — повышение прочности при сохранении высокой ударной вязкости.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, молибден, вана дий, кальций, алюминий и железо, дополнительно содержит барий и ниобий при следующем соотношении компонентов, мас. :

1082860 4 ниобия в присутствии молибдена и ва. .надня.

Предлагаемая сталь имеет хорошие литейные свойства, технологична при, термообработке, так как не требует специальных охлаждающих сред н имеет малую деформацию.

Для подтверждения оптимальности. состава предлагаемой стали в основной электродуговой печи выплавляют опытные плавки.

В табл. 1 дан химический состав предлагаемой стали.

Ниобий вводят в виде шлака, содер. жащего окислы ниобия. Отливки опытных плавок термообрабатывают по режиму: закалка от 900 С на воздухе и отпуск при 600 С, После проведе0 ния окончательной термической обработки исследуют механические свойства опытной стали в сопоставлении с известной..

Результаты испытаний приведены в табл. 2 и 3.

Испытания на растяжение проводят по ГОСТ 1497-73 на цилиндрических образцах диаметром 10 мм с расчетной длиной 50 мм.

Определение ударной вязкости проводят пр ГОСТ 9454-78 на образце типа.t при нормальной температуре н по ГОСТ 9455-78 при минусовых температурах.

Жндкотекучесть стали определяют с помощью спиральной пробы трапецеидального сечения ОФЗХЗ мм и мерной литниковой чаши с термопарой. Специальная перегородка разделяет поло ть чаши и стояк" что устраняет влияние ферростатического напора и динамического удара струи металла, обеспечивая хорошую воспроизводимость результатов исследования. Перегрев металла нац ликвидусом в среднем составит 1ОО- .150 C. Из одной плавки заливают 5 спиралей прн разных темпера-, турах.

Кремний

Хром

Молибден

Ванадий

Кальций

Алюминий

Барий

Ниобий

Железо

О, 10-0,40

1,0-2,0

О, 10-0,25

0,25-0,45

0 001-0,02

0 005-0 10

0,001-0,02. 10

0,001-0,05

Остальное

Предлагаемое соотношение компонен15 тов стали является рациональным для обеспечения высокой прочности при сохранении ударной вязкости, вследствие чего предлагаемая сталь отличается от известной более высоким содержанием углерода (0,12-0,20 против

0,05-0,10), что повышает прочность стали и износостойкость, уменьшает стоимость стали, так как можно исполь. зовать дешевые углеродистые ферросплавы, дополнительным содержанием . бария (0,001-0,02), что способствует увеличению глобуляризационного воздействия кальция на неметаллические

4Ф включения. Барий существенно предо-, 1 храняет угар кальция, так как сам

30 является сильным раскислителем. Одновременное введение кальция и бария увеличивает число глобулярных включений, чем при введении их в отдельности, которые способствуют десульфу-З рации стали, очищению границ зерен, измельчению дендритной структуры, что значительно повышает ударную вязкость, особенно в присутствии алюминия, дополнительным содержанием ниобия {0,001-0,05X), что уменьшает склонность марганцовистой стали к росту зерна, сдвигает порог хладно-: ломкости в область низких темпера- 4 тур. Ниобий в количестве до 0,05Х уменьшает интервал хрупкого отпуска,, и отпускной хрупкости стали, вслед1 ствие того, что ниобий образует стой

1 кие карбиды, которые не переходят З0 при закалке в твердый раствор. Таким образом, часть углерода связана в карбиды ниобия н карбидов марган- ца будет меньше. Повышенная хрупкость марганцовистых сталей при от- И пуске обычно связана с выделением большого количества карбидов марган ца. Особенно эффективно воздействие

Жидкотекучесть предлагаемой стали выше жидкотекучести известной.

Таким образом, предлагаемая сталь по сравненяо с известной имеет более высокую прочность при сохранении высокой ударной вязкости и, следовательно, более высокую эксплуатационную стойкость sa счет сокращения поломок.

По сравнению с пластинами пластинчатых питателей, изготовленных из стали 35ХИФЛ, используемой для этих де1082860 талей, эксплуатационная стойкость пластин, изготовленных из предлагаемой стали, выше примерно в 2 раза.

Содержание элементов, вес.Ж

S4. Мп P S Сг Мо V AI Ba

С са J вь

0,12 0,10 4,50 0,025 0,03 1,00 0,10 0,25 0,005 0,001 0,001 0,001

0,15 0,31 4,85 0,020 0,02 1,49 0,18 0,37 0,025 0,005 0,007 0,027

0,20 0,40 5,50 0,030 0,035 2,00 0,25 0,45 0,10 0,02 0,02 0,05

Т а блица 2 а, кг см/см

I кгс мм кгс

Ст ь 602 2

+20 С -60 С

Предлагаемая

9,0

12,0

20,0

10,5

9„5

11,5

20,5

15,5

10,0

12,5

25,0

13,5

115

Известная

Таблица 3

Длина спирали, мм

Сталь

Известная

Предлагаемая

650

700

695

685

1600

590

630

665

620

1590

560

580

5 70

575 t 570

530

540545

550

1550

420

445

440

445

1530 щцдцщ 3aaas 1 8 3/26 Тыр« .ж 505 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Уыгород, ул.Проектыаы, 4

Температура металла в чаше, С

135,0

140,0

149,5

19,0

Годовой экономический эффект от повышения эксплуатационной стойкости составит 110000 руб.

Таблица 1