Цементуемая сталь
Сталь предназначена для изготовления крупных и тяжело нагруженных деталей. Сталь следующего состава, мас.%: углерод 0,05-0,1; кремний 0,5-0,7; марганец 7,0-11,0; азот 0,03-0,08; ванадий 1,0-2,0; кальций 0,02-0,05; медь 0,3-0,8; бор 0,05-0,1; никель 8,0-10,0; железо - остальное. Повышается прочность стали. 1 табл.
Изобретение относится к области металлургии и касается составов сталей, которые могут быть использованы для изготовления крупных и тяжело нагруженных деталей.
Известна цементуемая сталь, содержащая, мас.%: углерод 0,03-0,3; кремний 0,01-3,0; марганец 3,0-10,0; азот до 0,02; ванадий 0,01-0,2; кальций 0,0005-0,05; медь 0,01-9,0; бор 0,00005-0,01; никель 0,01-9,0; железо - остальное [1].
Задачей изобретения является повышение прочности стали.
Технический результат достигается тем, что в цементуемой стали, содержащей углерод, кремний, марганец, азот, ванадий, кальций, медь, бор, никель, железо, компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,05-0,1; кремний 0,5-0,7; марганец 7,0-11,0; азот 0,03-0,08; ванадий 1,0-2,0; кальций 0,02-0,05; медь 0,3-0,8; бор 0,05-0,1; никель 8,0-10,0; железо - остальное.
В таблице приведены составы стали.
| Таблица | |||
| Компоненты | Состав, мас.%: | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Углерод | 0,05 | 0,08 | 0,1 |
| Кремний | 0,7 | 0,6 | 0,5 |
| Марганец | 7,0 | 9,0 | 11,0 |
| Азот | 0,03 | 0,05 | 0,08 |
| Ванадий | 2,0 | 1,5 | 1,0 |
| Кальций | 0,05 | 0,035 | 0,02 |
| Медь | 0,3 | 0,5 | 0,8 |
| Бор | 0,1 | 0,08 | 0,05 |
| Никель | 10,0 | 9,0 | 8,0 |
| Железо | остальное | остальное | остальное |
| Предел прочности стали, МПа | 1400-1500 | 1400-1500 | 1400-1500 |
В составе стали компоненты проявляют себя следующим образом. Структура цементированного слоя стали состоит из мелкоигольчатого мартенсита и избыточных карбидов. Углерод, введенный в указанном количестве, обеспечивает повышенную прочность сердцевины, позволяет уменьшить глубину цементированного слоя. Бор стабилизирует карбиды. Ванадий, медь и никель упрочняют твердый раствор. Азот в химически связанном состоянии, образуя нитриды, становится легирующим элементом, улучшающим структуру и механические свойства стали. Кальций выполняет функцию раскислителя.
Режимы ковки, термической обработки стали следующие: температура ковки 800-1180°С; нормализация при 920-950°С; высокий отпуск при 650°С; цементация при 900-930°С или при 1000-1030°С; закалка с 760-810°С в масле; отпуск при 150-170°С.
Сразу после закалки сталь может быть подвергнута обработке холодом (при -70°С) для увеличения твердости.
Источник информации
1. JP 2004162120, 2004.
Цементуемая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, азот, ванадий, кальций, железо, медь, бор и никель, отличающаяся тем, что компоненты находятся, при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,05-0,1; кремний 0,5-0,7; марганец 7,0-11,0; азот 0,03-0,08; ванадий 1,0-2,0; кальций 0,02-0,05; медь 0,3-0,8; бор 0,05-0,1; никель 8,0-10,0; железо - остальное.
