Сталь

 

СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, титан, никель , железо, отличающаяся тем, что, с целью повьппения ударной вязкости, сопротивления образованию горячих трещин при литье и сохранения высокой износостойкости, она дополнительно содержит кальций и магний при следующем соотношении компонентов , мас.%: Углерод 1,5-2,2 Кремний 0,5-1,2 Марганец 0,3-1,0 Хром4,5-9,0 Титан0,8-2,5 Никель 3,1-5,0 Кальций 0,005-0,06 Магний 0,005-0,06 Железо Остальное (Л С

(19) Ol) СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

З(51) С 22 С 38/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3571884/22-02 (22) 21.01.83 (46) 23.05.84. Бюл. И 19 (72) И.И.Фрумин, И.А.Рябцев и В.Е.Дробин (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона (53) 669.14.018.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N9 398682, кл. С 22 С 38/36, 1974 °

2. Патент США У 3367770, кл. 75-126, 1968. (54) (57) СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, титан, никель, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения ударной вязкости, сопротивления образованию горячих трещин при литье и сохранения высокой износостойкости, она дополнительно содержит кальций и магний при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Титан

Никель

Кальций

Магний

Железо

1093726

5 !

t5

25

45 50

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталям с особыми свойствами.

Известны стали, широко используемые в- качестве износостойких.Однако при высокой износостойкости они не обладают требуемыми прочностными и пластическими свойствами в литом состоянии, либо наоборот — при хороших механических свойствах их износостойкость невелика.

Известен износостойкий сплав 1 13, содержащий, вес.Х:

Углерод 2-3

Кремний 0,2-0,8

Марганец 0,3-1

Хром 4, 5-9

Титан 1, 5-5

Молибден О, 05-1

Медь 0,5-1,2

Железо Остальное

Недостатком сплава является низкая ударная вязкость в литом состоянии и повышенная склонность к горячим трещинам.

Известна сталь P2,g, обладающая повышенной абразивной износостойкосt тью, следующего химического состава, вес.Х:

Углерод 1-4,25

Кремний До 1,5

Марганец До 1,5

Хром 3,5-9,5

Титан О, 5-5,0

Молибден До 2

Ванадий До 5

Вольфрам До 3

Кобальт До 5

Никель До 3

Железо Остальное

Недостатком известного сплава яв- . ляются низкая ударная вязкость в литом состоянии и повышенная склонность к горячим трещинам.

Целью изобретения является повышение ударной вязкости, сопротивление образованию горячих трещин при литье и сохранение высокой износостойкости стали.

Эта цель достигаегся тем, что сталь содержащая углерод, кремний, марганец, хром, титан, никель, железо, дополнительно содержит кальций и магний при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Углер од 1,5-2,2

Кремний 0,5-1,2

Марганец 0,3-1,0

Хром 4,5-9,0

Титан 0,8-2,5

Никель 3,1-5,0

Кальций 0,005-0,06

Магний 0,005-0,06

Железо Остальное

Содержание никеля меньше 3,1Х не обеспечивает получения минимально допустимой ударной вязкости — 10 Дж/см .

При содержании больше 5 никель отрицательно влияет на абразивную стойкость, так как в структуре стали появляются значительные количества остаточного аустенита и падает твердость.

При содержании кальция и магния меньше 0,005Х не проявляется их модифицирующее действие. При содержании этих элементов больше 0,06Х происходит выделение свободных карбидов кальция и магния, что отрицательно сказывается на прочностных и пластических свойствах стали.

Проводят опытную выплавку сталей и оценку их свойств в литом состоянии.

Данные приведены в таблице. Ударную вязкость определяют по стандартной методике. Износостойкость исследуют при трении металла по металлу с прослойкой абразива по методике НК (неподвижное кольцо). Износостойкость определяют относительно эталона— сталь 45 в отожженном состоянии.

Оценивают также склонность стали предлагаемого состава к горячим трещинам, для чего в чугунный кокиль.со стальным коническим стержнем заливают жидкий металл при определенной температуре. Проба получается в виде коЛьца с нецентральным отверстием. Оценка склонности материала к горячим трещинам производится по суммарной длине трещин.

Понижение содержания углерода и карбидообразующих элементов, а также введение никеля несколько снижает износостойкость исследованных составов, но позволяет существенно повысить ударную вязкость.. Как следствие, увеличивается способность сплавов противостоять абразивному износу с умеренными ударными нагрузками.

При минимальных содержаниях углерода, хрома и титана ударная вязкость достигает 20 Дж/см и более, 2 в то же время несколько понижается относительная износостойкость. При максимальном содержании этих элемен"тарная вязкость падает до 121093

Состав Содержание химических элементов, l, С Si И Ст Ti Ni Ca Mg с Ударная Относнтельвязкость нал износо"

А н Дн/см стойкость

Суммарная длина тре» цнн ° мм

1 2,65 0,40 0,50 5,10

2,60 M 0 903,0

3,6

2,0

2 2,20 0,35 0,42 5,20

5,0

3,4

8,0

3,0

1,80 4 t 0 034 1,92 0 50 0 45 60

5 1,80 0,65 0,51 6,0

13,5

2,9

1,62 3,8

0,03 18,0

0,005 О,С05 20,0

3,0

8,0

3,1

0,06 0,06 24,0

7 1э83 О ° 70 Оэ50 6>1

1 57 4,0

3,15

0,04 0,02 20,5

2,8

9 2 ° 20 0 61 О ° 40 5 ° 85 1 85 3 95 О ° 03 0 03 14 0

10 1,90 Оэ50 Оэ45 6 ° 10 1у82 4эО Оэ05 Оэ01 ieý0

3,0

3,0

2,9

11 1,92 1,20 0,42 6, 10 1,75 3,90 0,04 0,01 17,5

3,0

12 1,85 0,65 О ° 30 5в80 1 ° 72 Ээ95 0>03 Оэ02 18 ° О

3,1

0,052 0,017 20,0

0,015 0,02 16,0

2,9

15 1,87 О, 63 0,45 9,0,3,1

1 ° 90 4э 15 Оэ06 От 05 22 вО

3,87 0,43 0,01 18,0

2,6

4,05 0,032 0,027 17,0

3,3

3„1

18 1 е83 Оэ 65 Оэ44 бе 2 1,8О Зъ 10 ОэOS Оэ 02 12ьО

0,018 0,03 22,5

2,8

Составитель Л.Суязова

Техред И,Метелева Корректор О.Билак

Редактор Н.Егорова

Заказ 3380/23 Тирай 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

14 Дж/см2, но зато повьпнается относительная износостойкость. Таким образом, для деталей, работающих в условиях абразивного износа с умеренными ударными нагрузками, можно рекомендовать спл, ы с минимальным содержанием этих элементов. При уменьшенных ударных нагрузках содержание углерода,хрома и титана можно увеличить до максимальны-.. значений. 1О

Введение модификаторов резко повышает устойчивость стали против ro3 2 15 0,40 0 55 5 0 2,10 2,8

6 1,75 0,73 0,46 5,92 1,48 4,2

8 1,50 0,50 0,45 6,0 1,80 4,1

13 1,90 0,60 1,0 5,95 1,80 4,0

14 1,80067 050 4,5 1 75 4,1

16 1»91 О 66 Оэ40 5э82 Оэ80

17 185 070 052 60 250

19 1е90 Оэ62 О ° 50 беO 1э85 5эО

726

4 рячих трещин. Наилучшие результаты . дает использование комплексного модификатора ЖКМК-3 по ТУ 14-5-39-74.

При этом в литейной пробе полностью отсутствуют горячие трещины.

Экономический эффект от внедрения предлагаемой стали для отливки лифтеров рудоразмольных мельниц

ММС 90К30А только на двух горнообогатительных комбинатах составит

876 тыс. руб.