Сталь для резки проката и металлического лома
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к сталям, используемым для изготовления ножей пресс-ножниц для резки проката и металлического лома. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, вольфрам, кальций, медь, бор, фосфор, серу и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,23-0,35, кремний 0,95-1,1, марганец 0,6-0,7, хром 0,8-0,95, никель 0,9-1,1, ванадий 0,05-0,15, вольфрам 0,6-0,75, кальций 0,001-0,35, медь 0,005-0,18, бор 0,001-0,01, фосфор 0,001-0,005, сера 0,001-0,005, железо остальное. Повышается предел длительной прочности ножей при резке холодного и горячего проката, а также металлического лома. 1 табл.
Данное изобретение относится к черной металлургии, в частности к составу стали для изготовления ножей для резки проката и металлического лома и отходов.
Известна сталь для резки проката, содержащая в мас.%: углерод 0,45-0,6; кремний 0,1-0,9; марганец 0,5-0,9; хром 1-2; никель 0,01-0,5; алюминий 0,005-0,06; молибден 0,02-0,4; ванадий 0,02-0,03; кальций 0,003-0,03; церий 0,005-0,1; сера и фосфор не более 0,03; железо - остальное [1].
Известна сталь, содержащая в мас.%: углерод 0,23-0,35; кремний 0,95-1,1; марганец 0,6-0,7; хром 0,8-0,95; никель 0,9-1,1; ванадий 0,05-0,15; вольфрам 0,6-0,75; кальций 0,001-0,35; медь 0,005-0,18; фосфор 0,001-0,005; сера 0,001-0,005; железо - остальное.
Недостатком известных сталей является низкий предел длительной прочности в процессе эксплуатации ножей.
Условия работы ножей, особенно при резке лома и горячего проката, характеризуются высокими ударными нагрузками, абразивным износом и сильным коррозионным воздействием окружающей среды.
Таким образом, сталь, применяемая в качестве материала для изготовления ножей, должна обеспечивать сочетание таких свойств, как твердость, высокая ударная вязкость, износостойкость, коррозионная стойкость и высокий предел длительной прочности.
Целью изобретения является повышение предела длительной прочности режущего инструмента - ножей при резке проката, металлического лома и отходов.
Поставленная цель достигается тем, что сталь для резки проката и металлолома, содержащая мас.%: углерод 0,23-0,35; кремний 0,95-1,1; марганец 0,6-0,7; хром 0,8-0,95; никель 0,9-1,1; ванадий 0,05-0,15; вольфрам 0,6-0,75; кальций 0,001-0,35; медь 0,005-0,18; фосфор 0,001-0,005; сера 0,001-0,005; дополнительно содержит бор 0,001-0,01; железо остальное.
Введение бора в сталь для резки проката и металлолома позволяет повысить предел длительной прочности, а это в свою очередь увеличивает стойкость и срок службы ножей при резке лома и проката.
Введение в сталь для резки проката и металлолома бора повышает в сочетании с предложенным процентным соотношением других компонентов стойкость и позволяет получить сталь с достаточно высокой коррозионной стойкостью, ударной вязкостью, твердостью, износостойкостью и пределом длительной прочности.
Введение в состав стали 0,001-0,01% бора положительно сказывается на ее стойкости за счет увеличения предела длительной прочности. Если содержание бора ниже 0,001%, то это никак не сказывается на пределе длительной прочности стали, а если концентрация выше 0,01%, то это приводит к снижению предела длительной прочности даже ниже, чем для стали без бора.
Таким образом, изменение предела длительной прочности, а следовательно, и стойкости ножей в зависимости от содержания бора носит экстремальный характер [3].
Примеры выполнения стали для резки проката и металлолома представлены в таблице.
Предложенный состав стали, в оговоренных пределах, для резки проката и металлолома позволяет изготовлять ножи с высоким пределом длительной прочности для пресс-ножниц различных конструкций. Данный состав стали увеличивает стойкость такого режущего инструмента, как ножи для резки горячего и холодного проката, и лома, условия работы которых характеризуются высокими коррозионными, тепловыми и ударными нагрузками с сильным одновременным износом от воздействия перерабатываемого металла, где особое значение имеет высокий предел длительной прочности.
Данная сталь обеспечивает сочетание таких свойств, как высокая коррозионная стойкость, теплостойкость, твердость, ударная вязкость, износостойкость, с высоким пределом длительной прочности, что позволяет увеличить стойкость ножей в процессе эксплуатации на 10-30%.
Один нож обеспечивает переработку 1320-3250 т металла при резке металлического лома на пресс-ножницах с усилием 1000 т. Для сравнения стойкость ножей, изготовленных из стали без бора, составляет 1200-2500 т. Стойкость ножей увеличивается в несколько раз при резке горячего проката и арматуры, где особенно сильно проявляется зависимость стойкости от высокого предела длительной прочности. Ножи, изготовленные из предложенной стали, в зависимости от конструкции имеют стоимость в 1,5-2,5 раза ниже стоимости зарубежных аналогов.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №1803462, кл. C22C 38/46, 23.03.93.
2. Патент РФ №2213799, кл. С22С 38/46.
3. О.С.Бобкова, Т.В.Свистунова «ФГУП ЦНИИЧЕРМЕТ им. И.П.Бардина» - Воздействие бора на свойства расплавов и структурообразование сталей и сплавов на основе железа и никеля - Металлург, №3, 2008, с.56-60.
| № п/п | C | Si | Mn | Cr | Ni | V | W | Cu | Ca | P | S | Fe | B |
| 1. | 0,23 | 0,95 | 0,7 | 0,9 | 0,9 | 0,05 | 0,7 | 0,005 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | ОСТ. | 0,012 |
| 2. | 0,25 | 0,97 | 0,68 | 0,8 | 0,95 | 0,05 | 0,75 | 0,01 | 0,05 | 0,002 | 0,002 | ОСТ. | 0,002 |
| 3. | 0,3 | 1 | 0,65 | 0,9 | 1 | 0,1 | 0,65 | 0,05 | од | 0,002 | 0,002 | ОСТ. | 0,001 |
| 4. | 0,32 | 1,02 | 0,63 | 0,85 | 1,05 | 0,1 | 0,6 | 0,15 | 0,2 | 0,001 | 0,001 | ОСТ. | 0,003 |
| 5. | 0,34 | 1,05 | 0,65 | 0,85 | 1,05 | 0,15 | 0,75 | 0,14 | 0,3 | 0,002 | 0,002 | ОСТ. | 0,01 |
| 6. | 0,35 | 1,1 | 0,6 | 0,25 | 1,1 | 0,15 | 0,7 | 0,16 | 0,35 | 0,001 | 0,001 | ОСТ. | 0,005 |
| 7. | 0,32 | 0,95 | 0,63 | 0,8 | 0,95 | 0,05 | 0,65 | 0,04 | од | 0,002 | 0,002 | ОСТ. | 0,007 |
Сталь для изготовления ножей пресс-ножниц для резки проката и металлического лома, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, вольфрам, кальций, медь, фосфор, серу и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| углерод | 0,23-0,35 |
| кремний | 0,95-1,1 |
| марганец | 0,6-0,7 |
| хром | 0,8-0,95 |
| никель | 0,9-1,1 |
| ванадий | 0,05-0,15 |
| вольфрам | 0,6-0,75 |
| кальций | 0,001-0,35 |
| медь | 0,005-0,18 |
| бор | 0,001-0,01 |
| фосфор | 0,001-0,005 |
| сера | 0,001-0,005 |
| железо | остальное |
