Сталь Советский патент 1983 года по МПК C22C38/60 

X)

ч

9

Изобретение относится к металлургии литей1юму производству, в частности к зысканию литейных жаростойких сталей улучшенными свойствами а хорошей обабатываемостью резанием.

Известна литейная мартенситная сталь ll, содержащая, вес.%:

УглеродО,35 - 0,50

Кремний2,0 - 3,0

МарганецО.ЗО - О,70

Хром8,О - 10,0

НикельНе более О,50

МедьНе более 0,30

ЖелезоОстальное

Эта сталь применяется в основном ля изготовления отливок, работающих длительное время под нагрузкой при тем- пературе до 700 С, напртамер, клапанов, олосников, крепежных отливок и др.

При этом термической обработке отивки не подвергаются.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь 2J, содержащая вес.%:

Углерод0,16 - 0,45

КремнийО,17 - 0,7

Марганец0,3-0,6

Хрсж 12-14,

НикельО,1 - 1,О

АлюминийО,ОЗ - О,О8

Титан О,О1 - О,1

КальцийО,ОО5 - 0,08

МагнийО,О05 - О,05

Редкоземельные металлы0,О05 - О,1

ЖелезоОстальное

Существенными недостатками этой стали являются неудовлетворительная обрабатываемость резанием и относительно низкие жаростойкость, длительная щзочность и литейные свойства.

Цель изобретения - повыщение обрабатываемости --езавием, жаростойкости, длительной прочности и литейных свойств.

Для достижения поставленной цели известная литейная мартенситная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий, титан, кальций, редксоемельвые металлы и железо, дополнительно содержит медь, селен и ниобий при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод0,35 - 0,50

Кремний2,0 - 3,0

. МарганецО,ЗО - 0,70

Хром8,О - 10,0.

Никель0,1О - 0,5О

АлюминийО,О1 - О,05

Титан .О,О1 - 0,10

КальцийО,ОО5 - 0,08

Редкоземель ные металлы0,ОО5 - 0,08

Медь0,1О - О.ЗО

Селен0,05 - О,2О

Ниобий0,05-0,20

ЖелезоОстальное

Опытные стали выплавляют в 160 килограммовой индукционной печи методом переплава.

Химический состав опытных сталей приведен в табл. 1.

Выплавленные составы исследованы 5 на обрабатываемость резанием, жаростойкость при 9ОО°С, длительную прочность . при 700 С и литейные свойства.

Обрабатываемость определяют путем течения цилиндрических образцов диамет0 рем 30 мм и длиной 250 мм с помощью резиов из быстрорежущей стали.

Результат определяют По потере веса резцов, а также по качеству проточенной поверхности.

5 Результаты испытаний на обрабатываемость резанием приведены в табл. 2.

Из табл. 2 можно заключить, что предлагаемая сталь превосходит по обрабатываемости резанием известную сталь 0 Об этс, в частности, свидетельствует примерно равный износ резца из быстрорежущей стали при проточке образцов из предлагаемой стали со скоростью 16 м/мин, в то время как скорость резания образцов из известной стали составляет 19,5-21,5 м/мин. Одновременно на .1-2 класса повышается чистота поверхности образцов из предлагаемой стали после точения.

Результаты испытаний на жаростойкость и литейные свойства приведены в табл. 3.,

Длительную прочность определяют на стандартных образцах диаметром 1О мм.

Жаростойкость оценивают по убыли массы отлитых образцов при 90О С | после выдержки их в течение 2ОО и 5ОО ч.

Жидкогекучесть определ5пот по длине заполнения жидкой сталью опытньтх соотавов общепринятой спиральной пробы.

Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Технология выплавки предлагаемой литейной мартенситной стали не отличается практически от известной.

Таким обраэсм, предлагаемая сталь имеет более ЕЙЛСОКИЙ уровень исследуемых свойств по сравнению с известной сталью, что делает ее эффективным заменителем itpK изготовлении литых деталей колосниIKOB, клапанов, крепежных узлов и других работающих длительное время под нагрузкой при повышенных температурах.

Например, по жиякотекучести предпа. гаемая сталь превосходит известную сталь на-33-4О%, по жаростойкости (снижедае убыли массы) на 25% и длительной прочности на 40%. В итог« это обеспечивает повышения качества литья, а экономический эффект по предваритега ным расчетам составляет около 8,5 тыс.руб. в год.

iT а б л и ц а 1.

СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, алк микий, тиган, кальций, редкоземельные металлы, и железо, отличающа яс я тем, что, с целью повышения обрабатываемости резанием, жаростойкости, длительной прочности и литейных свойств, она дополнительно содержит медь, селен и ниббий при следующем соотношении компонентов, вес.%: О,35 - 0,50 Углерод 2,0 - 3,0 Кремний 0,30 - О,70 Марганец Хром 8,0 - 1О,О Никель 0,10 - 0,50 Алюминий 0,01 - 0,05 0,О1 - О,10 Титан Кальций 0,005 - 0,О5 Редкоземельные 0,005 - 0,08 металлы 0,10 - 0,30 Медь 0,05 - 0,20 Селен (Л Ниобий 0,005 - 0,05 Железо Остальное

6О5

Известная

Т а.б л и ц а 3

Известная

6,3

9,4415.62

Предлагаемая