Сталь

 

O fl И C А Н И Е <, 956600

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистичесимх

Республик (61) Дополнительное к авт. синд-ву (22) Заявлено 08.12.80 (21) 3235 254/22-02 с присоединением заявки М— (23) Прноритет— (53)M. Кл .

С 22 С 38/36

Гееудерснкиный кеннтет

СССР во делам нзаеретеннй н етнрытнй

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень М 33 (53) УДК 669.14.

018 256-194 (О 88.8) Дата опубликования описания 0709 82

A. Ф. -Пименов. (72) Авторы . изобретения

А. Ф. Дегтярев, А. Ф. Железнов, А. М. Куприянов и В. В. Кожухов

1

:У т (7i) Заявитель (54) СТАЛЬ

Изобретение относится к металлургии, а именно к изысканию износостойких сталей, и наиболее эффективно может быть испольэо» вано при изготовлении валков многовалковых прокатных станов.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является износостойкая сталь (1) состава, вес.%:

Углерод 0,55 — 2,4

Марганец 0,4-0,6

Кремний 0,2 — 0,4.

Хром 5 — 9

Молибден, 0,8-1,5

Вольфрам 0,5-1,5

Ванадий 0,4-0,5

Титан 0 05 — 0,1

Церий 0,02 — 0 05

Ниобий 0,02 — 0,15

Железо Остальное

Недостатком известной стали является относительно низкая износостойкость.

Цель изобретения — повышение износостойI кости.

Указанная цель достигается тем, что сталь, содержащая утлерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, титан, железо, дополнительно содержит алюминий, калий, бор, азот при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 1,2-2,5

Кремний 0,01 — 0,15

Марганец 0,65 — 1,2

Хром 8,0-9,0

Молибден 0,35 — 0,55

Ванадий 2,0 — 2,50

Титан 1,0-1,5

Алюминий 0,005 — 0,10

Кальций 0,005 — 0,02

Бор 0,002 — 0,005

Азот 0,009 — 0,025

Железо Остальное

Исследования показывают, что соотношение компонентов в предлагаемой стали является

2О рациональным для обеспечения высокой износостойкостн, а .следовательно, и высокой эксплуатационной стойкости валков, работающих в условиях интенсивного износа.

6600 4 что способствует повышению износостойкости стали за счет образования наиболее стойких и твердых карбидов по сравнению с карбидами ванадия, причем карбиды титана имеют высокую микротвердость: 2850 — 3200 кгс/мм .

Кроме того, дополнительное содержание в стали: а) алюминия (0,005 — 0,10) повышает мартенситную точку, уменьшает количество остаточного аустенита и препятствует росту

10 зерна; б) кальция очищает границы зерен, изменяет форму и размер избыточных фаз, причем карбидная фаза имеет главным обра зом округлую форму и располагается более равномерно за счет измельчения дендритиой

15 структуры, кальций также увеличивает горячую пластичность стали; в) бор повышает прокаливаемость стали r) азота способствует повышению твердости и иэносостойкости за счет выделения мелкодисперсных нитридов титана и ванадия.

95 ю

Для подтверждения оптимальности состава предлагаемой стали в основном электродуговой печи выплавляют три опытные плавки.

Химический состав этих плавок представлен в табл. 1.

Таблица 1

Содержание элементов, вес.%

Сг Мо Ч Ti Al Ca

Плавка

1 о

С Si Mn 8 М Fe

1,2

0 09 0,65 8,0 0,35 2;0 1,0 0,005 0,005 0,002 0,009 Остальное

2 1,85 0,10 0,9 9,0 0,45 2,2 1,25 . 0,05 0,01 0,003 0,015 То же

3 2,5 0,15 1,2 9,5 0,55 2,5 1,5 0,10 0,02 0,005 0,025

Отлитые из данных плавок слитки проковывают на заготовки в интервале 1150 — 850 С

Заготовки проходят предварительную термообработку (иэотермический отжиг) по режиму: нагрев на 860 — 880 С, выдержка 3 ч, охлаждение с печью до 700 — 720 С, выдержка 3—

4 ч и охлаждение с печью до 200-250 С, далее — охлаждение на воздухе. Твердость после отжига не превышает 250 кгс/мм по

Бринеллю.

0,0250

0,0225

63,0

3,9

355

Предлагаемая

64,5

3,5

340

Предлагаемая сталь отличается от известной: более высоким содержанием углерода (1,2.-2,5% против 0,55 — 1,4), что повышает закаливаемость и износостойкость стали; меньшим содержанием кремния (0,01 — 0,15 против 0,2 — 0,4); что повышает вязкость стали и уменьшает охрупчивание; меньшим содержанием молибдена (0,35 — 0,55 против 0,8 — 1,5), . а также отсутствием вольфрама, что снижает стоимость стали; более высоким содержанием ванадия (2,0 — 2,50 против 0,4 — 0,5), что способствует зарождению мелкодисперсных карбидов, причем взамен хромистой эвтектики скелетообразного строения, окружающей зерна твердого раствора в виде сплошной сетки у стали прототипа, в предлагаемой стали образуется дополнительная ванадиевая эвтектика тонкого строения, не образующая сплошной сетки, ванадий же в предлагаемом количестве расширяет диапазон температур закалки па высокую твердость и мелкое зерно, повышает прочность и вязкость стали, а рав - номерно распределенные в матрице карбиды ванадия, являются подложкой для формирования карбидов титана; более высоким содержанием титана (1,0 — 1,5 против 0,05 — 0,1%), 4О Окончательная термическая обработка включает нагрев до 1100 С, выдержка — 2 ч, закалка в масле и высокий трехкратный отпуск по 1 ч при 540НО С. После проведения окончательной термической обработки 5 исследуют прочность прн статическом изгибе, : твердость и износостойкость стали. Одновременно исследуют свойства известной стали.

Свойства исследованных плавок предлагаемой и известной сталей представлены в табл, 2.

Таблица 2 956600

Продолжение табл. 2

320

0 0195

0,0458

65,5

3,0

61 0-62,0

1,7

250 — 275

Известная

Испытания на изгиб проводят на образцах 10 ф 10 мм, длиной 80 мм, расстояние между опорами 60 мм. Ударную вязкость определяют на образцах 10 х 10 х 55 мм без надреза

Износостойкость определяют на машине Х4 — Б путем трения об абразивную поверхность образцов ф 2 мм при удельной нагрузке примерно 10 кгс/мм . Абразивная поверхность— шпифовальная шкурка. Износ определяют по питере веса образцами.

Предлагаемая сталь имеет более высокую вязкость, твердость и износостойкость, а следовательно, и более высокую эксплуатационную стойкость валков.

Сталь, содержащая углерод, кремний, мар. ганец, хром, молибден, ванадий, титан, железо, отличающаяся тем,что,с

Составитель В. Брострем

Техред M. Рейвес Корректор О. Билак

Редактор М. Келемеш

Заказ 6524/7 Тираж 660

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1 целью повышения иэносостойкости, она донолнительно содержит алюминий, кальций, бор и азот нри следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 1,2-2,5

Кремний 003 — 0,35

Марганец 0,65 — 1,2

Хром 8,0 — 9,0

Молибден 0,35 — 0,55

Ванадий 2,0 — 2,50

Титан 1,0 — 1,50

Алюминий 0,005 — 0,10

Кальций 0 005 — 0,02

Бор 0,002 — 0,005

Азот 0,009 — 0,025

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 585230, кл. С 22 С 38/28, 1976.