Сталь

 

СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, хром, кремний, ванадий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения твердости и износостойкости при обработке холодом, она дополнительно содержит титан, алюминий и церий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод0,7-1,0 Марганец4,5-8,3 Хром1,7-3,1 Кремний0,2-1,0 Ванадий0,05-0,30 Титан0,05-0,15 Алюминий0,05-1,00 Церий0 002-0,006 ЖелезоОстальное причем сумма десятикратного содержа (Л ния углерода и содержания марганца. составляет 14,5-15,3, а соотношение содержания марганца с содержанием хрома составляет 8:3.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 22 С 38/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3731904/22-02 (22) 21.04.84 (46) 23.09.85. Бюл. У 35 (72) M.À.ÔHëèïïoâ, В.Е.Луговых, Е.С.Студенок, М.Е.Попцов, С.Д.Каракишев, А.А.Филиппенков, И.Х.Кораблев, Н.M.Êàðàñåâ, Н.К.Емец, А.В.Худяков и А.К.Мякишев (71) Уральский политехнический институт им. С.М.Кирова и Уральский научно-исследовательский институт черных металлов (53) 669. 14.018.256-194(088.8) (56) Сталь 110Г13Л, ГОСТ 2176-77.

Авторское свидетельство СССР

У 441346, кл. С 22 С 38/24; 1974. (54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, хром, кремний, ванадий

„„SU„„1180398 A и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения твердости и износостойкости при обработке холодом, она дополнительно содержит титан, алюминий и церий при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Углерод О, 7-1,0

Марганец 4,5-8,3

Хром 1,7-3 1

Кремний 0,2-1 О

Ванадий 0,05-0,30

Титан 0 05-0 15

Алюминий О, 05-1, 00

Церий 0,002-0,006 .Железо Остальное причем сумма десятикратного содержания углерода и содержания марганца. составляет 14,5-15,3, а соотношение содержания марганца с содержанием хрома составляет 8:3.

1180398

Изобретение относится к металлургии, в частности к износостойким сталям, и может быть использовано для изготовления литых деталей дробильно-размольного оборудования, работающих в сложных условиях одновременного воздействия больших динамических нагрузок, трения и абразивного изнашивания.

Цель изобретения — повьппение 10 твердости и износостойкости стали при обработке холодом.

Предлагаемая сталь является аустенитной. Основным требованием к составу является такой подбор соот- 15 ношения компонентов, который обеспечивает требуемый уровень нестабильности аустенита стали при охлаждении. Если углерод в стали на верхнем пределе (1,0 мас.%), то содержа- 20 ние марганца и хрома должно быть минимально, на нижнем пределе— !

4,5 и .1,7 мас.% соответственно. Подставив эти значения в формулу получают

10(1,0) + 4,5 = 14,5 ) 25

Mn . С = 4,5 : .1,7 = 8:3.

И наоборот, при содержании углерода в стали 0,7 мас..7 содержание марганца и хрома в стали должно быть максимально, на веРхнем пре- 30 деле — 9,3 и 3,1 мас.% соответственно. Подставив эти значения в формулу получают

10(0,7) + 8,3 = 15,3

Mn . С = 8,3:3,1 = 8:3.

При выполнении этого требования мартенситная точка стали находится в пределах (-30) — (-60) С. Поэтому после обработки холодом рабочей части детали (погружение в жидкий 10 азот на нужную глубину и время) в ней образуется 30-50% -мартенсита, являющегося весьма твердой и прочной фазой. Происходит армирование аустенита кристаллами О -мартенсита, твердость рабочей части детали возрастает от 20 HRC (в исходном состоянии) до 55 HRC после обработки холодом.

Упрочненная рабочая поверхность детали значительно лучше сопротивляется ударно-абразивному изнашиванию чем деталь йз известной стали. Обработке холодом подвергается только небольшая часть детали — рабочая зона, что позволяет сохранить в сердцевине и в местах крепления детали вязкую чисто аустенитную структуру, предохраняющую деталь от преждевременного разрушения при высоких ударных нагрузках. Повьппение износостойкости деталей дробильно-размольного оборудования достигается в комплексе как за счет улучшения структуры и качества отливок, так и за счет повьппения твердости рабочей части деталей.

Измельчение размера зерна стали обеспечивается за счет введения титана, ванадия и церия в указанных пределах. Кроме того, церий существенно уменьшает ликвации по составу в отливке и улучшает структуру литой стали. Легирование стали алюминием улучшает металлургическое качество стали. Наряду с этим алюминий как элемент, повьппающий температуру начала мартенситного превращения, позволяет корректировать температуру М ", если содержание осъ" oL новных легйрующих элементов углерода, марганца и хрома в стали на верхнем пределе.

Химический состав плавок приведен в табл. 1, относительная износостойкость при абразивном изнашивании и твердость (HPC) после термообработки исследованных сталей в табл. 2.

1180398

Таблица

Содержание компонентов, мас.X (T 1 1

Сталь

С Мп Cr Si V

Ti Al Ce Fe

Предлагаемая

0 03 О 02 О 001 Остальное

1,23 4,06 0,05 0,10 0,02

1,00 4,5 1,70 0,20 0,05

0,80 7,01 2,61 0,70 0,15

0,70 8,3 3,10 i 00 0,30

0,62 10,03 6,00 1,20 0,40

0,91 7,20 3,57 0,84 0,50

0,05 0,05 0,002

0,10 0,60 0,004

0 15 1,00 0,006

То же

0,20 1,50 0,009

Известная

1,10 12,63 — 0,82

110Г13Л

Продолжение табл.2

Т а б л и ц а 2

2,5

50

2,2

22

23-24

19-20

35 5

Предлагаемая

1,4

1,5

Известная

48

1,0

НОГ13Л

2,0

Составитель В.Брострем

Техред Ж. Кастелевич Корректор А. Зимокосов

Редактор Н.Гунько

Заказ 5855/23 Тираж 582 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

II р и м е ч а н и е. Составы 1,5 — сталь с запредельным содержаниемкомпонентов.