ИЗНОСОСТОЙКАЯ ХЛАДОСТОЙКАЯ СТАЛЬ Российский патент 1997 года по МПК C22C38/58 

Изобретение относится к области черной металлургии и машиностроения, в частности к материалам, для изготовления ножей, зубьев и коронок горнодобывающей техники и рыхлителей бульдозеров, работающих в условиях гидро-, абразивноизнашиваемых условиях. Наиболее близкой к предлагаемой стали по технической сущности является сталь [1] содержащая, мас.

углерод 0,22-0,32
марганец 0,9-1,5
кремний 0,7-1,5
хром 0,8-1,3
никель 0,4-1,2
молибден 0,1-0,3
медь 0,3-0,5
ванадий 0,3-0,12
азот 0,01-0,02
борий 0,001-0,02
бор 0,001-0,003
ниобий 0,01-0,5
цирконий 0,005-0,01
титан 0,005-0,01
железо остальное
Недостатком этой стали является значительный износ при эксплуатации в естественно низких температурах 40^o-50^oC, что заметно снижает надежность эксплуатации горнодобывающей техники в интенсивных гидро-, абразивноизнашиваемых условиях Крайнего Севера.

Целью данного изобретения является существенное повышение износостойкости изделий при эксплуатации их в условиях Крайнего Севера и в условиях интенсивного абразивного износа.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая сталь в отличие от аналога содержит повышенное процентное содержание элементов, обладающих направленным типом межатомной связи, что приводит к увеличению прочности и износостойкости не только границ зерен, но и тела зерна при следующем соответствии компонентов, мас.

углерод 1,0-1,5
кремний 2,5-3,5
хром 3,5-5,0
марганец 2,0-4,0
никель 0,4-2,0
молибден 0,1-0,3
медь 0,5-1,0
окисел ниобия 0,01-0,5
окисел циркония 0,005-0,01
окисел титана 0,005-0,01
железо остальное.

Увеличение процентного содержания элементов с направленным типом межатомной связи приводит к существенному увеличению износостойкости всего изделия [2,3]
Сравнительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав стали отличается от известного значительным увеличением процентного содержания не только элементов с направленными межатомными связями, но и увеличением процентного содержания основных компонентов, а именно: углерода, кремния, хрома, титана, марганца, никеля, меди.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

При проведении поиска по научно-технической и патентной литературе технические решения, в которых в совокупности присутствуют признаки, отличающие данное техническое решение от прототипа, обнаружены не были.

В условиях опытного производства в 500 кг элеткродуговой печи с основной футеровкой была выплавлена предлагаемая сталь и в 200 кг индукционной печи с основной футеровкой была выплавлена известная сталь. Известная и предлагаемая стали обрабатывались в ковше модифицирующей смесью (МС) (ТУ-48-0507-15-82), содержащей 20%
МС вводили в количестве 80-500 грамм на 1 тонну литья.

Для исследований заливали трефовидные пробы по ГОСТ 977-75, которые после разрезки на бруски подвергали норматизации при 920^oC (2 часа), закалке от 900^oC (2 часа) в воду и отпуску при 220^oC (2 часа). Относительная износостойкость известной и предлагаемой стали оценивались коэффициентом

где
P известная 60^oC потеря веса при температуре 60^oC,
P предлагаемая 60^oC потеря веса предлагаемой стали при температуре 60^oC.

Результаты испытания занесены в табл. 1-2.

Из табл. 2 видно, что наибольшая износостойкость у сплава N 6, а наименьшая износостойкость у известной стали N 1. Надежность эксплуатации деталей, отлитых из предлагаемой стали, значительно выше, чем из известной стали.

Источники информации
1. Авторское свидетельство "Сталь" N 1654371. Л.П.Житова, И.И.Яковлев и др. БИ N 21, 1991 г.

2. И. И. Яковлев. Физико-механические основы создания хладостойких конструкционных материалов на основе железа с заданным комплексом свойств. Якутск, 1994 г. 195 с.

3. С. И.Дорофеев, П.Г.Карачабн, В.П.Ларионов, В.И.Яковлев, П.Г.Яковлев, Ю. Д. Новомейский. Получение карбидов с заданными свойствами основной фактор повышения прочности и износостойкости сплава. Якутск, 1988 г. 26 с.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к износостойкой хладостойкой стали для изготовления ножей, зубьев и коронок горнодобывающей техники и рыхлителей бульдозеров, работающих в гидро-, абразивноизнашиваемых условиях. Сущность изобретения состоит в повышении износостойкости стали. Предлагаемая сталь имеет следующий состав компонентов, мас.%: углерод 1,0-1,5, кремний 2,5-3,5, хром 3,5-5,0, марганец 2,0-4,0, никель 0,4-2,0, молибден 0,1-0,3, медь 0,5-1,0, окисел ниобия 0,01-0,5, окисел циркония 0,005-0,01, окисел титана 0,005-0,01, железо - остальное. 2 табл.

Износостойкая хладостойкая сталь, содержащая углерод, кремний, хром, марганец, никель, молибден, медь, окисел ниобия, окисел циркония, окисел титана, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 1,0 1,5
Хром 3,5 5,0
Никель 0,4 2,0
Титан 0,1 0,3
Окисел ниобия 0,01 0,5
Окисел титана 0,005 0,01
Кремний 2,5 3,5
Марганец 2,0 4,0
Молибден 0,1 0,3
Медь 0,5 1,0
Окисел циркония 0,005 0,01
Железо Остальноер