Сталь
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в машиностроении при производстве плунжерных пар. Сталь содержит следующие компоненты, мае. %: углерод 0,3-0,8; кремний 1,0-2,5; марганец 0,6-2,3; никель 0,3-1,0; свинец 0,02-0,09; молибден 0,03-0,6; титан 0,1- 0,32; селен 0,003-0,01; медь 0,2-1,0; кобальт 0,02-0,22; бло 0,002-0,01; сурьма 0,02-0,06; ванадий 0,03-0,18; сера 0,1-0,18; железо остальное . 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫ Й КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4891866/02 (22) 17,12.90 (46) 07.09.92. Бюл, ¹ ЗЗ (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Б.К, Святкин, М.И. Карпенко, Е,И. Марукович, M.Á, Егорова, С.M. Бадюкова и А,У. Филимонов (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 583198, кл. С 22 С 38/60, 1977, Авторское свидетельство СССР ¹ 865961, кл. С 22 С 38/60, 1981, Авторское свидетельство СССР ¹ 1151588, кл. С 22 С 38/60, 1985, Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию износостойких сталей для деталей плунжерных пар, работающих при повышенных температурах. Известна сталь, содержащая, мас,%: Углерод 0,4-0,6 Кремний 0,2-0,3 Марганец 0,1-1,5 Свинец 1,0-1,5 Сера 0,3-0,5 Бор 0,003-0,0035 Железо Остальное Эта сталь имеет низкую износостойкость и надежность. Известна также сталь следующего химического состава, мас, %: Углерод 0,4-0,6 Кремний 0,3-0,6 Марганец 1,0-1,5 Никель 1,4-1,8 Свинец 0,8 — 1,2 Медь 0,3-0,5 Сера 0,1 — 0,2 „„. Ж, „1759945 А1 (54) С ГАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в машиностроении при производстве плунжерных пар. Сталь содержит следующие компоненты, мас. %: углерод 0,3 — 0,8; кремний 1,0 — 2,5; марганец 0,6-2,3; никель 0,3 — 1,0; свинец 0,02 — 0,09; молибден 0,03 — 0,6; титан 0,1— 0,32; селен 0,003 — 0,01; медь 0,2 — 1,0; кобальт 0,02 — 0,22; бло 0,002 — 0,01; сурьма 0,02 — 0,06; ванадий 0,03 — 0,18; сера 0,1 — 0,18; железо остальное. 2 табл, Бор 0,003-0,0035 Железо Остальное Известная сталь имеет низкую износостой кость и н адежн ость. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является сталь, содержащая, мас, %: Углерод 0,3-0,7 Кремний 0,2 — 0,6 Марганец 1,0-1,7 Никель 0,9 — 1,7 Медь 0,8 — 1,3 Свинец 1,0-1,5 Молибден 0,15 — 0,9 Сера 0,12 — 0,4 Селен 0,08 — 0.2 Один элемент из группы, содержащей сурьму и кальций 0,02 — 0,2 Бор 0,001 — 0,004 Железо Остальное Эта сталь имеет временное сопротивление 718 — 796 МПа. Антизадирные свойства и 1759945 10 30 55 потеря упругости при 500 — 700 С нестабильны. Предельная нагрузка сохранения антизадирных свойств — 50 — 75 МПа, а износ при трении составляет 0,140 — 0,208 мг. Потеря упругости при 500 С вЂ” 1,52 — 3.78. Цель изобретения — повышение стабильности„износостойкости и снижение потери упругости при 500-700 С. Для этого сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, никель, молибден, медь, свинец, бор, сурьму,. серу, селен и железо, дополнительно содержит титан, ванадий и кобальт при следующем соотношении компонентов, мас. % . Углерод 0,3-0,8 Кремний 1,0 — 2,5 Марганец 0,6-2,3 1- икель 0,3 — 1,0 Свинец 0,02 — 0,09 Молибден 0,03 — 0,6 Титан 0,10-0,32 Сурьма 0,02 — 0,06 Ванадий 0,03-0,18 Медь 0,20 — 1,0 Кобальт 0,02 — 0,22 Сера 0,10-0,18 Селен 0,003 — 0,01 Бор 0,002 — 0,01 Железо Остальное Существенным отличием предложенного технического решения является введение титана, ванадия и кобальта, повышающих стабильность износостойкости и эксплуатационных свойств при одновременном увеличении предела упругости и антифрикционных свойств. Приведенный анализ предложенного технического решения показал, что на данный момент неизвестны технические решения, в которых были бы отражены указанные отличия, Это позволяет сделать вывод о том, что указанные отличия являются существенными. Дополнительное введение титана микролегирует и измельчав матрицу, повышая пластические свойства, износостойкость, теплостойкость, ударостойкость и эксплуатационные свойства. При содержании его до 0,10 мас,% измельчение структуры и повышение теплостойкости, износостойкости и эксплуатационных свойств недостаточны, а при увеличении концентрации TNTGHB более 0,32 мас,% снижается однородность структуры и стабильность упруго-пластических и эксплуатационных свойств, Сера повышает антифрикционные свойства, связывает марганец и титан в сульфиды, снижая потери упругости и повышая прочностные и эксплуатационные свойства чугуна. Ее влияние начинает сказываться с концентрации 0,10 мас,%, При увеличении ее содержания свыше 0,18 мгс.%,повышается концентрация карбидов и неметаллических включений, снижаются удароустойчивость, пластические свойства, стабильность эксплуатационных и антизадирных свойств. Вгнадий повышает механические и технологические свойства, износостойкость и эксплуатационную стойкость, однако при увеличении его концентрации более 0,18 мас.%, возрастает количество карбидов и снижаются стабильность структуры, удароустойчивссть и пластические свойства. При его концентрации до 0,03 мас.% предел упругости, прочности и износостойкости недостаточны, Содержание основных компонентов, мас,%: углерод 0,3-0,8; кремний 1,0 — 2,5; марганец 0,6 — 2,3 и никель 0,03 — 1 принято в обычных для литейных сталях концентрациях, не снижающих антизадирные свойства и удароустойчивость, Содержание (в мас.%) молибдена 0,03 — 0,6: сурьмы 0.02 — 0,06; меди 0,2-1,0 огргничено концентрациями, выше которых снижаются однородность структуры, стабильность износостойкости и упругопластические свойства. При снижении их концентрации менее нижних пределов— недостаточное упрсчнение структуры, снижгются прочностные свойства и износостойкость, ухудшаются антифрикционные и эксплуатационные свойства. Кальций плохо растворяется в металлической основе, снижает износостойкость, повышает угар компонентов. Поэтому он исключен из состава стали, Введение кобальта обусловлено его хорошим растворением в матрице без образования карбидов и повышением параметров сохранения упругоплзстических и антизадирных свойств. При его содержании до 0,02 мас. % износостойкость, теплостойкость и упругопластические свойства нестабильны, а при увеличении его концентрации более 0,22 мас.% снижаются антизадирные и эксплуатационные свойства. Еср введен как поверхностно-активный элемент, очищающий границы зерен и измельчающий структуру, что повышает стабильность износостойкости и механических свойств, Его модифицирующее влияние начинает сказываться с концентрации 0,002 мас,%, При увеличении его содержания более 0.01 мас.% увеличивается количество карбидов, снижаются антизадирные и уп ругопластические свойства. Селен введен как элемент, повышающий антифрикциснные свойства и стабильность износостойкости, При увеличении его 1759945 Таблица 1 Соде жание комп Компонент 1 изв. 0,3 0,3 1,3 1,3 1,0 0,3 1,0 0,02 0,6 0,3 0,10 0,003 0,1 0,5 0,003 0,16 0,3 1,2 Таблица 2 концентрации более 0,01 мас. Д увеличиваются потери упругости чугуна при 500 — 700 С и снижается стабильность механических свойств. При концентрации селена до 0,003 мас,; антифрикционные свойства и износостойкость недостаточны. Свинец при минимальной концентрации 0,02 мас, j повышает антизадирные свойства и стабильность износостойкости и упругопластических свойств. При увеличении его содержания более 0,09 мас, снижается стабильность термической стойкости, предел упругости и антифрикционных свойств. Плавки сталей производятся в открытых индукционных печах методом переплава стального лома, никеля, меди, кобальта и ферросплавов. Для легирования стали используют феррованадий Вд2, кобальт К2 и ферротитан ФТи1. Ферротитан вводят в конце плавки вместе с сурьмой Су2, селеном и свинцом. В табл. 1 приведены химические составы сталей опытных плавок. Углерод Кремний Свинец Марганец Никель Титан Селен Кобальт Молибден Бор Сурьма Ванадий Сера Медь В табл. 2 приведены механические свойства сталей опытных плавок. Разливку сталей производят в сухие формы. Как видно из табл. 2, предложенная 5 сталь обеспечивает более высокие и стабильные антифрикционные свойства, чем известная. Формула изобретения 10 Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, свинец, никель, медь, серу, бор, молибден, сурьму, селен и железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышени; стабильности, износостойкости и снижени, 15 потери упругости при 500 — 700 С, она дополнительно содержит титан, ванадий, кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.,4: углерод — 0,3 — 0,8; кремний — 1,0 — 2,5; марганец — 0,6 — 2,3; никель — 0,3 — 1,0; сви20 нец — 0,02 — 0,09; молибден — 0,03 — 0,6; титан— 0,10 — 0,32; кобальт — 0,02 — 0,22; сурьма— 0,02-0,06; ванадий — 0,03 — 0,18; медь — 0,201,0; сера — 0,10 — 0,18; бор — 0.002 — 0,01; селен — 0,003 — 0,01; железо — остальное, 1759945 Продолжение табл.2 Составитель В. Святкин Техред М.Моргентал Корректор Е. Папп Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3159 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
