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, молибден 5,0-6,0, фосфор 0,1-0,2, кобальт 5,0-6,0, 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 ≤1,5; кремний ≤3,0; марганец 7,0-40,0; азот ≤0,4; ванадий ≤3,0; кальций 0,0005-0,005; молибден ≤3,0; фосфор ≤0,06; кобальт ≤4,0; железо - остальное [1].
Задачей изобретения является повышение прочности стали.
Технический результат достигается тем, что в цементуемой стали, содержащей углерод, кремний, марганец, азот, ванадий, кальций, молибден, фосфор, кобальт, 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; молибден 5,0-6,0; фосфор 0,1-0,2; кобальт 5,0-6,0, 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 |
| Молибден | 5,0 | 5,5 | 6,0 |
| Фосфор | 0,2 | 0,15 | 0,1 |
| Кобальт | 6,0 | 5,5 | 5,0 |
| Железо | остальное | остальное | остальное |
| Предел прочности стали, МПа | 1400-1430 | 1400-1430 | 1400-1430 |
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. Ванадий, молибден и кобальт упрочняют твердый раствор. Фосфор образует легкоплавкую эвтектику, состоящую из аустенита и фосфида железа. 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.
Источник информации
1. JP 2104633, 1990.
Цементуемая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, азот, ванадий, кальций, молибден, фосфор, кобальт, железо, 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, молибден 5,0-6,0, фосфор 0,1-0,2, кобальт 5,0-6,0, железо - остальное.
