ЦЕМЕНТУЕМАЯ СТАЛЬ Российский патент 2008 года по МПК C22C38/16 

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 0,03-0,3; кремний 0,01-3,0; марганец 3,0-10,0; азот до 0,02; ванадий 0,01-0,2; кальций 0,0005-0,05; медь 0,01-9,0; бор 0,00005-0,01; никель 0,01-9,0; железо - остальное [1].

Задачей изобретения является повышение прочности стали.

Технический результат достигается тем, что в цементуемой стали, содержащей углерод, кремний, марганец, азот, ванадий, кальций, медь, бор, никель, 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; медь 0,3-0,8; бор 0,05-0,1; никель 8,0-10,0; железо - остальное.

В таблице приведены составы стали.

ТаблицаКомпонентыСостав, мас.%:123Углерод0,050,080,1Кремний0,70,60,5Марганец7,09,011,0Азот0,030,050,08Ванадий2,01,51,0Кальций0,050,0350,02Медь0,30,50,8Бор0,10,080,05Никель10,09,08,0ЖелезоостальноеостальноеостальноеПредел прочности стали, МПа1400-15001400-15001400-1500

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. Бор стабилизирует карбиды. Ванадий, медь и никель упрочняют твердый раствор. 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.

Сразу после закалки сталь может быть подвергнута обработке холодом (при -70°С) для увеличения твердости.

Источник информации

1. JP 2004162120, 2004.

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; медь 0,3-0,8; бор 0,05-0,1; никель 8,0-10,0; железо - остальное. Повышается прочность стали. 1 табл.

Цементуемая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, азот, ванадий, кальций, железо, медь, бор и никель, 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; медь 0,3-0,8; бор 0,05-0,1; никель 8,0-10,0; железо - остальное.