Сталь

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к аустенитной стали, и может быть использовано для изготовления литых деталей, работающих в условиях тяжелого контактно-динамического нагружения, сочетающего интенсивные ударные нагрузки на рабочую поверхность детали с воздействием абразива. Цель изобретения - повышение абразивной износостойкости и хладостойкости. Сталь дополнительно содержит хром и кальций при соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,9...1,23

марганец 7,5...10,6

хром 1,0...3,0

алюминий 0,2...1,2

кальций 0,004...0,006

железо остальное, при выполнении условия :/% марганца - 9,5/<SP POS="POST">2</SP> + /10х % углерода - 11/<SP POS="POST">2</SP>≤4. 1 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СТАЛЬ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4395672/31-02 (22) 01.02.88 (46) 07. 12.89. Бюл. Р 45 (71) Уральский политехнический институт им.С.И. Кирова, Первоуральский динасовый завод и Уральский научноисследовательский институт черных металлов (72) Е.С.Студенок, И.А.Филиппов, В.Д.Кибальник, И.E.Ïîïöîâ, В.Е,Луговых, Г.А.1. 1улин, А.И.Пономаренко, А.А.Филиппенков, А,Г.Рыжков и В.Г.Гречанов . (53) 669.14.018.256-194(088.8) (56) Сталь 110 Г13Л. ГОСТ 7370-86.

Авторское свидетельство СССР

Р 1070197, кл. С 22 С 38/06, 1984.

Изобретение относится к металлургии, в частности к аустенитной марганцовистой стали, и может быть использовано при изготовлении износостойких деталей, работающих в условиях тяжелого контактно-динамического нагружения, сочетающего интенсивные ударные нагрузки на рабочую поверхность детали с воздействием абразива, например деталей дробильно-размольного оборудования, трактов гусеничных машин, зубьев ковшей экскаваторов и т.д.

Целью изобретения является повышение абразивной износостойкости и хладостойкости.

На чертеже даны построенные для определения оптимального состава пред„„SU„„1527310 А 1 (51)4 С 22 С 38/38

2 (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к аустенитной стали, и может быть использовано для изготовления литых деталей, работающих в условиях тяжелого контактнодинамического нагружения, сочетающего интенсивные ударные нагрузки на рабочую поверхность детали с воздействием абразива. Цель изобретения— повьппение абразивной иэносостойкости и хладостойкости. Сталь дополнительно содержит хром и кальций при соотношении компонентов, мас.7.: углерод

0,9.. ° 1,23, марганец 7,5... 10,6, хром

1,0...3,0; алюминий 0,2...1,2, кальций 0,004-0,006, железо — остальное, с при выполнении условия. (% марганца—

9,5) + (10 х X углерода — 11) 4.

1 ил., 2 табл. лагаемой стали номограммы равной относительной износостойкости и ударной вязкости в координатах (10xXC-XHn).

Исследования показали, что легирование одновременно хромом и алюминием позволяет выделить довольно широкую область составов, обладающих абразивной стойкостью f = 1,5 (по отношению к стали 110Г13Л) — кривая 1 в сочетании с запасом ударной вязкости 1 1яЦж/м кривая 2, при -40 С. Эта общая область составов. ограничена одновременно дву- В мя номограммами (= 1,5 и КСЧ 4 с= д, 1 1Щж/м ),Геометрически со стороны меньших содержаний марганца и углерода граница этой области хорошо аппроксимируется частью окружности радиусом, равным 2 (в данных координатах), коор1527310

Сталь Плавка Содержание элементов, мас.%

Эффективный радиус

С Мп Ст А1 Са Fe

Прел лагае1,1 9,5 2 0,7 0,006 Остальмая ное

II

fl

11

1,0 0,2

1,5 0,9

3,0 1,2

1,1 0,6

1,23 10,6

1,1 7,5

0,90 9,5

0,93 7,80

0,004

0,006

0,005

0,005

1,7

2

2,4

Опыт0,75 +11,0 -0,5 0,1

1,29 6,5 3,5 1,8

0,003

0,008

3,8

3,6 ная

Извес0,72 10,5 — 1,5

1,15 12,2 0,2

3,9 тная

Базо 2,7 вая динаты центра которой соответствуют

%оп=9 5 и 10х%С=11. Верхний предел легирования по углероду, равный 1,23%, связан с обеспечением получения бес5 карбидной аустенитной стали при стандартной технологии термообработки, т.е ° закалки от 1100 С в воду. Верхний предел легирования по марганцу, равный 10,6%, обусловлен кривой 1.При более высоком содержании марганца сталь становится стабильной (в пределах предлагаемого содержания углерода) и теряет способность к дополнительному упрочнению рабочей поверхнос-15 ти детали при износе за счет протекания превращения

Таким образом, вся предлагаемая область составов дается в сочетании с указанием ограничения максимального содержания углерода и марганца.

В табл.1 дан химический состав исследуемых сталей.

Плавки предлагаемой стали с содержанием основных легирующих элементов, 25 вписывающимся в указанное ограничение на нижнем (1), среднем (2) и верхнем пределах (3,4), и с содержанием элементов, выходящим за пределы формулы (5) и области составов (6 и 7)30 а также известной стали (8) и стали

110Г13Л (9) были выплавлены в открытой индукционной 50-килограмчовой печи и разливались в слитки массой

10 кг. Иэ слитков вырезали образцы для испытаний на ударную вязкость и абразивное изнашивание. Относительная износостойкость оценивалась по потерям веса образцов за время испытаний по сравнению с базовой сталью. Структура образцов всех сталей после saкалки от 1100 С в воду была чисто аустенитной. Размер зерна аустенита сталей 1-8 бып 2-3 балла, стали 9 соответствовал 1 баллу., Твердость сталей в закаленном состоянии составляла 20-25 HRC.

Результаты испытаний на абразивную износостойкость и ударную вязкость при -40 C приведены в табл.2.

Использование стали позволит увеличить износостойкость отливок, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания.

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод,марганец, алюминий, железо, о т л и ч аю щ а я с я тем, что,с целью повышения абразивной износостойкости и хладостойкости, она дополнительно содержит хром и кальций при следующем соотг ношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,9-1,23

Марганец 7,5-10,6

Хром 1i0-3,0

Алюминий 0,2-1,2

Кальций 0,004-0,006

Иелезр Остальное при выполнении условия: (% марганца—

9.5) + (10 х % углерода-11) -É 4.

Таблица 1, 1527310

Таблица 2

КУ -io c Млж/и

Относительная абразивная износостойкость E

Предлагаемая

Опытная

Известная

Базовая

9 10 77

17 13

%dn

7 8

Составитель В.Брострем

Редактор В.Петраш Техред Л.Олийньщ Корректор И.Муска

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

1,5

1,5

1,0

1,2

0,8

0,4

0,2

0,3

1,0

Заказ 7486/37 Тираж 576 Подписное

1,6

1,5

1„7

1,6

1,55

1,1

1,6

1,0

1,0