Литейная сталь

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу литейной стали, и может быть использовано для тракторных отливок . Цель изобретения - повышение трещиноустойчивости, предела текучести и пластических свойств. Сталь дополнительно содержит иттрий при следующем соотношении компонентов, мае. %: углерод 0.19-0,25, кремний 0,3-0,5, никель 0,15-0,6. хром 0,15-0,6, марганец 0.5-1,2, кальций 0,065- 0.14, иттрий 0,1-0,4 алюминий 0,01-0,085. сера 0,03-0,06, железо - остальное, причем содержание кальция определяется из соотношения 0,5 (1,25х S + 0,09-0,21); суммарное содержание алюминия и кальция не должно превышать 0,15. Применение предлагаемой стали позволит снизить брак по горячим трещинам и улучшить эксплуатационные свойства отливок, 1 табл,

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4843957/02 (22) 06.04.90 (46) 23,10,92. Бюл. N 39 (71) Производственное объединение "Кировский завод" и Ленинградский политехнический институт им. M.È.Êàëèíèíà (72) М.А.Дружевский, И.В,Грузных, А.Ю.Соболев, А,А.Толпегин, Ю.E.Ìàðòûíoâ. А,А.Казаков, Г,А.Виткин и В.Ф.Соболев (56) Авторское свидетельство СССР

Гч. 1463790, кл, С 22 С 38/50, 1989. (54) НИЗКОЛЕГИРОВАННАЯ ЛИТЕЙНАЯ

СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к составу литейной стали, и может быть использовано для тракторных отПредлагаемое изобретение относится к . области металлургии, а именно к производству низколегированных сталей для тракторных отливок.

Известна сталь по авт,св, М 1035088, кл, С 22 С 38/38, которая имеет состав, мас. :

Углерод 0,01-0,3

Кремний 0,6-1,8

Хром - 3.0-6,0

Марганец 0,4 — 2,0

Церий 0,002-0,2

Ванадий 0,08 — 0,3

Сера 0.05

По крайней мере, 1 элемент иэ группы, содержащей Са и AI — 0,005-0.015. Она обеспечивает: оЬ МПа — 1325-1510.ощ МПа—

1105-1220, д — 8,8-15 8ф,, V- 37,8-56,6,. трещииоустойчивость — 550 Н.

При хороших показателях прочностных свойств данная сталь имеет низкую пластич„„БЦ „„1770441 А1 (5i)5 С 22 С 38/40 ливок. Цель изобретения — повышение трещиноустойчивости, предела текучести и пластических свойств. Сталь дополнительно содержит иттрий при следующем соотношении компонентов, мас, $: углерод 0,19-0,25, кремний 0,3-05, никель 0,15-0.6. хром

0,15-0,6, марганец 0.5 — 1,2, кальций 0,0650,14, иттрий 0,1-0,4 алюминий 0,01-0,085, сера 0.03 — 0,06, железо — остальное, причем содержание кальция определяется из соотношения 0,5 (1,25x S+ 0,09-0,21); суммарное содержание алюминия и кальция не должно превышать 0,15. Применение предлагаемой стали позволит снизить брак по горячим трещинам и улучшить эксплуатационные свойства отливок, 1 табл, ность при растяжении и трещиноустойчивость.

3а прототип выбрана сталь по (1). Она содержит углерод, марганец, кремний, хром, никель, алюминий, кальций и железо при следующем, соотношении компонентов, мас,g:

Углерод 0,12-0,26

Марганец 0,7- 1,6

Кремний 0,2 — 0,7

Хром 0,1-0,7

Никель,"0,1-0.7

Алюминий 0,01 — 0.2

Кальций 0,0005-0,01

Ванадий 0,0004-0,02

Азот 0.0005- 0,03

Титан 0,004-0.1

Барий 0,001 — 0,01

Железо Остальное.

Уровень механических свойств, которому удовлетворяет эта сталь. следующий:

1770441

20

40

50,Оо2, МПа 260 оь. МПа 480

lP 01 17, Эта сталь имеет сильную склонность к горячим трещинам, при невысоких пределе текучести и пластических свойствах.

Целью настоящего изобретения является повышение трещиноустойчивости, предела текучести и пластичности.

Для достижения укаэанной цели в сталь, содержащую С, Cr, Nt, Mn, Si, А! и Fe, дополнительно вводят У, при следующем соотношении компонентов, мас,,;

Углерод 0,19 — 0,25

Кремний 0,3-0,5

Никель 0,15 — 0,6

Хром 0,15 — 0,6

Марганец 0,5-1,2

Кальций 0,065-0,14

Иттрий 0,1 — 0,4

Алюминий 0,01-0,085

Железо Остальное, причем содержание Са = 0,5(1,25 S + 0.090.21) и Са + Ai < 0,15, Обеспечение высоких значений трещиноустойчивости при сохранении уровня механических свойств достигается за счет модифицирования стали иттрием и кальцием в определенном соотношении с серой и уменьшения введения алюминия на раскисление, Благоприятное воздействие на трещиноустойчивость иттрия связано не только с измельчением первичной структуры сталей, но и их активными взаимодействием с серой. Связывая серу и тугоплавкие сульфиды YS, температура плавления которых о

2060 С, и удаляя их из стали, иттрий способствует очищению границ зерен и повышению межзерен ной прочности.

Исследования показали, что зависимость трещиноустойчивости от содержания иттрия носит экстремальный характер, с максимумом при 0,27, модификатора. Повышение трещиноустойчивости происходит при модифицировании от 0,1;(, до 0,4 иттрия.

При большем и меньшем содержании иттрия происходит резкое уменьшение трещиноустойчивости.

Кальций в количестве 0,5(1,25 S + 0.05+

0,21) повышает трещиноустойчивость стали за счет снижения общего количества неметаллических включений, а также образования включений глобулярной формы, хаотически распределенных по объему отливок, без образования скоплений в трещиноопасных местах, Кроме этого, кальций размельчает зерно и увеличивает предусадочное расширение, что непосредственно сказывается на повышении сопротивления образованию горячих трещин, Проведенные исследования показали, что при суммарном количестве остаточного

AI и Са более 0,15 g, трещиноустойчивость падает.

Результаты изучения склонности стали к трещинообразованию показали ее преимущество по сравнению со сталью, взятой в качестве прототипа (см. табл.). Лучшие сочетания свойств получены при содержании иттрия от 0,1 до 0,4 „серы менее 0,07 jo, кальция (1,25 S + 0,13-0,25) 0.5 при суммарном с алюминием содержании менее 0,15%, При введении иттрия больше и меньше укаэанных пределов резко падает трещиноустойчивость, При увеличении содержания серы более 0.77, падает трещиноустойчивость и пластические свойства, При введении Са меньше полученного . иэ соотношения, трещиноустойчивость мала, а больше ухудшаются пластические свойства.

При увеличении содержания Al так, что сумма Al и Св превышает 0,15, наблюдается падение трещиноустойчивости.

Технико-экономическое преимущество использования предлагаемой стали по сравнению с прототипом заключается в сокращении брака по горячим трещинам и улучшении эксплуатационных свойств отлиВок.

©ормула изобретения

Литейная сталь, содержащая углерод, . хром, никель, марганец. кремний, алюминий, кальций, серу и железо, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что. с целью повышения трещиноустойчивости, предела текучести и пластических свойств, она дополнительно содержит иттрий, при следующем соотношении компонентов, мас.7ь:

Углерод О, 19-0,25

Кремний 0,3-0,5

Никель 0.15 — 0,6

Хром 0,15 — 0,6

Марганец 0,5 — 1,2

Кальций 0,065 — 0,14

Йттрий 0,1 — 0,4

Алюминий 0,01 — 0,085

Сера 0,03-0.06

Железо Остальное, причем содержание кальция определяется иэ соотношения 0,5 (1,25х сера + 0,09-0,21), суммарное содержание алюминия и кальция не должно превышать 0,15.

1770441

Состав стали, нас.Ф

Ип Si Т S Ca Al Pe т реи ииоустойчиеость

A состава

С Ст Ni

435 270 26 43

440 290 24,7 41

460 300 22 5 37

440 280 25 41

0,15

0,6

0,35

0,6

0,15

0 ° 6

0,27

0,6. 800

900

0,065 0,01

0,14 0,01

0,12 0 ° 03 0,065 0,085

Остальное

То ме

05 03 01 003

12 05 04 006

0,7 0,38 0,2 0,04

12 05 04 006

0,19

0> 25

0,21

0,25 и

«и„

650 460 260 12 18

0,16 0,2

0,27 0,7, 0,8 . 1,3 0,6 . 0,45 0,1

0,001 0,01

300 "20 "- 0 22 35

250 480 260 22 35

° I

0,4 0 ° 25 0,01 0,03

0,15 0,1 0,1

0 68 0,35 - 0,036 0 0007 0,14

Прототип

7 О 21 О 39 О 2 а азот - 0,007; ванадий - 0,02; титан - 0,006 барий - 0,001

Составитель Е.Рысакова

Редактор О,Полионова Техред М.Моргентал Корректор Н.Гунько

Заказ 3717 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

2

4

Оиход аа верхний предел

Виход аа нимний предел

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