СТАЛЬ КОЛЕСНАЯ Российский патент 2009 года по МПК C22C38/46 C22C38/24 

Изобретение относится к области металлургии и может быть применено для изготовления колес экскаваторов, тележек.

Известна конструкционная среднелегированная сталь марки 35ХМЛ (ГОСТ 977-75) следующего состава, мас.%:

Углерод0,30-0,40Кремний0,20-0,40Марганец0,40-0,80Хром0,8-1,10Молибден0,20-0,30Фосфорне более 0,040Серане более 0,040Железо и примесиостальное

Данная сталь после закалки и отпуска обеспечивает заданный уровень прочности в сечении до 50 мм.

Самой близкой по составу, принятой в качестве прототипа, является сталь марки 35ХМФЛ (ГОСТ 977-75), применяемая в общем машиностроении следующего состава, мас.%:

Углерод0,30-0,40Кремний0,20-0,40Марганец0,40-0,90Фосфор0,040Сера0,040Хром0,80-1,2Медь≤0,30Молибден0,08-0,12Железо и примесиостальное

Данная сталь не обеспечивает заданного уровня работоспособности из-за хрупкого разрушения в процессе эксплуатации.

Задачей изобретения является обеспечение высоких характеристик сопротивления хрупким разрушениям, увеличение прочности стали и за счет измельчения зерна улучшение ее хладостойкости.

Решение данной задачи достигается тем, что в сталь, содержащую С, Si, Mn, Cr, Мо, вводят дополнительно Ni, V, Са, Al, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод0,38-0,45Кремний0,17-0,40Марганец0,60-1,10Никель0,20-0,40Хром1,00-1,30Молибден0,25-0,35Ванадий0,05-0,10Кальций0,030Алюминий0,015-0,050Железо и примесиостальное

Выбор элементов для легирования выбранной марки стали определялся требуемыми свойствами и стоимостью.

Углерод в стали в количестве С=0,38-0,45% выбран с целью обеспечения высокой пластичности, снижения хрупкости околошовной зоны и исключения вероятности образования холодных трещин.

Марганец в стали в количестве Mn=0,60-1,10% выбран из условия обеспечения полной раскисленности стали, повышения прокаливаемости и снижения температуры порога хладноломкости.

Никель в стали в количестве Ni=0,20-0,40% обеспечивает повышение пластичности, вязкости и хладостойкости стали.

Кремний в стали в количестве Si=0,17-0,40% является активным раскислителем стали и понижает чувствительность к перегреву.

Молибден в стали в количестве 0,25-0,35% обеспечивает повышение ударной вязкости и уменьшает чувствительность к отпускной хрупкости.

Алюминий в стали в количестве Al=0,015-0,050% обеспечивает полную раскисленность стали и способствует получению мелкозернистой структуры.

Пример.

Известные и предлагаемые составы сталей выплавлялись в индукционных печах ИСТ-16 и разливались в изложницы по 50 кг.

В табл.1 приведены химические составы предлагаемой стали и известных, а также данные по работе удара (KV) при t=-50°С для основного металла.

Представленные данные показывают, что введение в состав стали новых компонентов совместно с компонентами известного состава позволяет повысить низкотемпературную работу удара стали.

Таблица 1 Содержание химических элементов, %δ_0,2СSiMnPSNiCrMoVСаAlCuИзвестная0,300,200,400,0350,030,10,900,15---0,129495Предлагаемая 10,370,160,59--0,190,950,240,040,010,01-30495Предлагаемая 20,380,170,60--0,201,000,250,050,020,015-48640Предлагаемая 30,410,290,85--0,301,150,300,080,0250,030-54630Предлагаемая 40,450,401,10--0,401,300,350,100,0300,050-62650Предлагаемая 50,460,411,11--0,411,310,360,110,0310,051-35520

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении колес экскаваторов и тележек. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, хром, молибден, никель, ванадий, кальций, алюминий, железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,38-0,45, кремний 0,17-0,40, марганец 0,60-1,10, никель 0,20-0,40, хром 1,00-1,30, молибден 0,25-0,35, ванадий 0,05-0,10, кальций 0,030, алюминий 0,015-0,050, железо и примеси - остальное. Повышаются характеристики сопротивления хрупким разрушениям, прочность и хладостойкость. 1 табл.

Колесная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, железо и примеси, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит никель, ванадий, кальций, алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод0,38-0,45кремний0,17-0,40марганец0,60-1,10никель0,20-0,40хром1,00-1,30молибден0,25-0,35ванадий0,05-0,10кальций0,030алюминий0,015-0,050железо и примесиостальное