КОНСТРУКЦИОННАЯ ЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ Российский патент 1997 года по МПК C22C38/24 

Изобретение относится к металлургии, в частности, к составам сталей, применяемым при изготовлении ответственных азотируемых деталей, используемых в машиностроении.

Известна сталь, содержащая, мас.

Углерод 0,27 0,34
Кремний 0,17 0,37
Марганец 0,30 0,60
Хром 2,30 2,70
Молибден 0,20 0,30
Ванадий 0,06 0,12
Железо Остальное
(см. Сталь марки 30х3МФ, ГОСТ 4543 71. Сталь легирования, конструкционная, марки и технические требования).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является конструкционная легированная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, медь в качестве элемента, способствующего интенсификации процесса азотирования, ванадий и железо при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,35 0,45
Кремний 0,8 1,5
Марганец 0,5 0,8
Хром 1,5 2,2
Медь 0,4 0,8
Ванадий 0,10 0,35
Железо Остальное
при условии, что отношение содержания кремния к содержанию меди составляет 1,5 2,5.

Недостатком указанной конструкционной легированной стали является то, что она обладает относительно низкой прочностью и твердостью при удовлетворительной пластичности по всему сечению изделия, изготовленного из этой стали как после традиционных методов упрочнения (закалка, отпуск), так и после низкотемпературного азотирования (химико-термическая обработка), а также возникает опасность появления склонности к отпускной хрупкости, характерной для применяемых в настоящее время азотируемых сталей.

В основу настоящего изобретения поставлена задача обеспечения высоких физико-механических свойств стали с сочетанием высокой пластичности по всему сечению изделия, изготовленного из нее как после традиционных методов упрочнения (закалка, отпуск), так и после низкотемпературного азотирования (химико-термической обработки) при температурах 470 520 ^oC с минимальной склонностью к отпускной хрупкости.

Сущность изобретения состоит в томи, что конструкционная легированная сталь, включающая углерод, кремний, марганец, хром, медь, ванадий и железо, содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.

Углерод 0,55 0,63
Кремний 0,80 1,10
Марганец 0,40 0,70
Хром 1,60 1,90
Медь 0,40 0,60
Ванадий 0,15 0,30
Железо Остальное
Данная совокупность существенных признаков направлена на достижение технического результата и находится в причинно-следственной связи с ним, так как позволяет: обеспечить высокие прочностные и твердостные свойства стали с высокой пластичностью по всему сечению изделия, изготовленного из нее, за счет указанного химического состава стали; обеспечить минимальную склонность к отпускной хрупкости, характерной для применяемых в настоящее время азотируемых сталей, в основном за счет введения в ее состав большого количества углерода и соблюдения отношения кремния к меди в диапазоне 1,35 2,0.

Кроме того, изобретение является промышленно применимым, так как может быть использовано во многих отраслях промышленности для изготовления ответственных деталей и узлов, используемых в машиностроении.

Таким образом, можно сделать вывод, что заявленное техническое решение соответствует условиям патентоспособности изобретения.

Для изготовления опытной партии конструкционной стали используют индукционную печь. Из опытной партии стали изготавливают заготовки, которые затем подвергают закалке при температуре от 860 ^oC с выдержкой 20 мин в масле и отпуску при температурах 180 ^oC, 500 ^oC и 650 ^oC с выдержкой в течение 3 ч и охлаждение на воздухе.

Определяют стандартные механические свойства: временное сопротивление разрыву (предел прочности) σ_в предел текучести σ_т относительное удлинение δ относительное сущение c ударную вязкость KCV⁺²⁰ и твердость по Бринелю поверхностного слоя. После термоулучшения и азотирования при температуре 500 ^oC в течение 48 ч определяют эксплуатационные свойства: поверхностную твердость, износостойкость, предел усталостной прочности, предел контактной выносливости, а также толщину азотируемого слоя.

В табл. 1 приведены составы сталей, в табл. 2 эксплуатационные свойства сталей, а в табл. 3 механические свойства сталей.

Применение предлагаемой конструкционной стали позволит обеспечить высокие физико-механические свойства стали с сочетанием высокой пластичности по всему сечению изделия, изготовленного из нее, как после традиционных методов упрочнения (закалка, отпуск), так и после низкотемпературного азотирования с минимальной склонностью к отпускной хрупкости.

Изобретение относится к металлургии, в частности, к составу стали, применяемому при изготовлении ответственных азотируемых деталей, используемых в машиностроении. Конструкционная легированная сталь, включающая углерод, кремний, марганец, хром, медь, ванадий и железо, содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас. %: углерод 0,55-0,63; кремний 0,80-1,10; марганец 0,40-0,70; хром 1,60-1,90; медь 0,40- 0,60; ванадий 0,15-0,30; железо - остальное. 3 табл.

Конструкционная легированная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, медь, ванадий и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.

Углерод 0,55 0,63
Кремний 0,8 1,1
Марганец 0,4 0,7
Хром 1,6 1,9
Медь 0,4 0,6
Ванадий 0,15 0,3
Железо Остальноес