Сталь

 

СТАЛЬ, содержащая углерод. Кремний, марганец, ванадий, хром. кальций, титан, железо, о т л и чающая с я тем, что, с целью повьпаения термостойкости и уменьшения склонности к трещинообразованию, она дополнительно содержит алюминий, цирконий , лаНтан при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,25-0,80 Углерод 0,20-0,40 Кремний 0,40-1,40 Марганец 0,02-0,20 Ванадий 0,05-0,50 Хром 0,0005-0,05 Кальций 0,005-0,05 Титан 0,02-0,08 :АЛЮМИНИЙ 0,005-0,05 Цирконий 0,002-0,02 Лантан Остальное Железо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И), y5ll С 22 С 38 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЗ (21 ). 3515162/22-02

: (22) 18.10.82 (46).07.04.84,. Бюл.9 13 (72) Б.Н. Богомолов, В.П. Ткаченко В.A.Ñàìîéëeíêî, Е.Н.Мухин, Т.Г.Э4ендиев, A.Т.Бабаев и M.М. Нагиев (7Ъ,) Государственный всесоюзный на- учно-исследовательский институт це -. ментной промышленности и Бакинский опытно-механический литейный завод (.53) .669.14.018.292-194(088.8) (56) 1. Справочник ъ(металлиста, M.i

"Металлургия", т.2," 1976, с.144.

2. Авторское свидетельство СССР

9.773131, кл. С 22 .С 38/28, 1979.

I (54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, ванадий, кром, . кальций, титан, железо, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, .что, с целью повьыения термостойкости и уменьшения склонности к трещинообразованию, она дополнительно содержит алюминий,:цирконий, лантан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,25-0,80

Кремний 0,20-0,40

Марганец 0,40-1,40

Ванадий 0,02-0,20

Хром 0,05-0,50

Кальций 0,0005-0,05

Титан 0,005-0,05

Цтюминий О,О2-О,О8

Циркойий О,O05-Î,O5

Лантан 0,002-0,02 ф

Железо Остальное

1084332

Углерод

Кремний

Марганец

Ванадий

Хром

Кальций

Титан

Алюминий

Цирконий

Лантан

Железо

0,25-0,8

0,2-0,4

0,4-1,4

0,02-0,2

0,05-0,5

0,0005-0,05

0,005-0,05

0,02-0,08

0,005-0,05

0,002-0,02

Остальное

Т а б л н ц а 1

«б

Содержание компонентов, вес.%

8i Мп V Сг Ti

Плавки, Р

Си

7 I I

Известная сталь, 0,20 0,40 0.,02 0,05

0,03

0,005

0,25

0,025

0 28 0,3

0,31 0,92 0,11

0,50

0,80

1,4 0,20

Предлагаемая сталь

0,40 0,02

0,40

0,50 О,б

0 05

0,005

0,25

0i20

0,05

0,025

0 05

0 28

0,92 0 11

0,31

0 50

0,40 1,40

0,20

0 50

0,80

Продолжение,табл. 1

-1 — (Содержание компонентов, вес.. В

И Са А1 Ег Ьа Ре

Известная сталь.

0,004 0,0005

Остальное

0,025

0,02

0,04

0,05 предлагаемая сталь

0,001

0,025

0,02 Ок005 9 092

0>05 0,025 0,01

0 08 0 05 0 02

0,05

Изобретение относится к металлургии, в частности к сталям для отливок, которые работают в условиях динамических нагрузок и абразивного изнашивания.

Известны стали для отливок 40ХЛ,. 5

35ХГСЛ Clg.

Недостатком этих сталей являются относительно невысокие литейный свойства.

Наиболее близкой к предлагаемой по 1О технической сущности и достигаемому эффекту является сталь (2 ) состава, вес.Ъ:

Углерод 0 35-О,5

Кремний

Марганец 0,4-1,4

Ванадий 0,02-0,2

Хром 0,05-0 5

Кальций 0,0005-0,05

Медь 0,03-0,б

Титан 0,005-0,05 2О

Азот 0,004-0,04

Железо Остальное

Недостатками известной стали являются относительно низкая термостой- . кость и склонность к трещинообраэованию.25

Цель изобретения — повышение термостойкости и уменьшение склонности к трещинообразованию стали.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая. сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, ванадий, хром, кальций, титан, железо, дополнительно содержит алюминий, цирконий, лантан при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Мимический состав исследованных плавок предлагаемой и известной сталей и соответствующие им свойства приведены в табл.1 и 2

1084332

Таблица2

Склонйость к трещинообразованию

Гвободйая линейная усадка про ба Нехендзи-Самарина

Термостойкость

Жидкотекучесть

Спираль

Кери

Проба

НехендзиСамарина

Количест- Размер трево тре- щин, мм шин,шт .

Диск

Известная сталь

412

656

2,23

2,4

101

668

2,21

3,0

2, 1,8

4 3 3

675

6,2

132

Цредлагаемая сталь

Нет

Нет

448

686

118

2,02

Нет

693

464

1,96

Нет 483

142

712

1,91

196

Нет

Нет риода затвердевання, а частично еще в жидкой стали до начала эатвердевания. Эти включения легко всплывают в шлак или прибыльную часть отливок, что приводит к значительному обессериванию стали и снижению трещинообраэования в отливках сложной конфигурации.

Микролегирование такого класса сталей цирконием приводит к уменьшению анизотропии механических свойств за счет повышения прочности сульфидов циркония и снижения, благодаря этому, их вытянутости. Кроме того, легирование предлагаемой стали цирконием способствует значительному упрочнению феррита, уменьшению критической скорости закалки, подавлению отпускной хрупкости.

Применение в качестве модификатора и раскислителя такого редкоземельного элемента как лантан в пределах

0,001-0,01% обеспечивает резкое снижение загрязненностью строчечными неметаллическими вклк1чениями и повышение технологических литейных свойств предлагаемой стали. Это объясняется тем, что улучшаются качественные характеристики стали за счет снижения в ней кислорода на 40-60% удаления водорода до 50% и азота до 40% иээа выноса нитридов в шлак. Резкое повышение однородности расплава в объеме ковша и его чистоты по содержанию газов и неметаллических включений в значительной степени улучшает жидкотекучесть стали, снижает линейную

Повышение указанных свойств объясняется следующим.

Известно, что на технологические свойства стали влияет вид применяемых раскислителей, их количество и технология раскисления. Влияние это проявляется как вследствие образования неметаллических фаз продуктов раскисления, так и вследствие действия раскислителей на свойства стали как легирующих добавок. 40

Поэтому введение в известную сталь алюминия в пределах 0,02-0,08% как элемента, обладающего большой химической активностью, способствует образованию его соединений с кислоро- 45 дом, серой и углеродом, что обеспечивает повышенную жидкотекучесть, снижает линейную усадку и склонность, стали к трещинообразованиям. Кроме того, легирование стали алюминием в указанных пределах способствует не только получению мелкозернистой структуры стали, но и образованию многочисленных неметаллических включений, которые, являясь дополнительными центрами кристаллизации, улучшают термостойкость отливок.

Присадка циркония в пределах 0,005-

0,05% в качестве как раскислителя, так и легирующего компонента. обеспечивает достаточно глубокое раскисле- 60 ние железа. Одновременно, обладая весьма большим сродством к кислороду и сере, цирконий способствует образованию сульфидных и оксисульфидных включейий в стали в самом начале пе- g5

Количество теплосмен до появления поверхностной трещины

1084332

Составитель В.Врострем

Редактор A.Äîëèíè÷ Техред И.Метелева:. Корректор И.Муска

Заказ 1930/21 Тираж 603 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 усадку,и повышает трещиноустойчивость отливок из этой стали.

ИспользОвание предлагаемой стали позволяет снизить брак по трещинам: в среднем на 15,6%, а также повысить выход годного литья на 12,1% и увели- чить долговечность узлов и деталей на 40-50%. При этом годовой экономический эбфект от внедрения одной тонны деталей из этой стали составляет

5 0,44 тыс.руб.