Литая сталь Советский патент 1983 года по МПК C22C38/58 

р

№

ND

о

К Изобретение относится к черно металлургии, в частности к износ стойким сталям, и может быть исп зовано для изготовления деталей нашиваемых узлов транспортного доразмольного и бурового оборудо вания, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного из носа. Известна сталь ij , применяема в машиностроении в качестве изно состойкой, содержащая компоненты мае.%: углерод 1,0-1,5 Хром . 1,.5-2,5 Марганец 5,0-7,0 Кремний 0,4-0,8 Ванадий . 0,6-0,9 Молибден 0,5-1,0 Железо Остальное Однако эта сталь обладает низ износостойкостью и ударной вязко тью, что не позволяет использова ее в ус/ювиях ударно-абразивного износа со значительными нагрузка Наиболее близкой к предлагаем по технической суицюсти и достиг мому эффекту является литая стал содержащая компоненты, мас.%: Углерод 0,15-0,23 Хромб , 7-7 f 5 Марганец1,5-2,5 Кремний0,5-1,0 Ванадий0,2-0,4 Бор0,01-0,03 Церий0,05-0,20 , Гюлибден 5,5-7,0 Вольфрам 0,5-1,5 Кобальт4,5-5,5 АЗОТ0,03-0,07 ЖелезоОстальное Недостатками известной стали являются низкие значения износос кости и ударной вязкости в услов ях абразивного изнашивания. Целью изобретения является по шение изьюсостойкости и ударной вязкости стали,. Эта цель достигается тем, что тая сталь, содержащая углерод, х марганец, кремний, ванадий, бор, церий, железо, дополнительно сод никель и алюминий при следующем отношении компонентов, мас,%: Углерод0,5-1,8 ,Хром5-15 Марганец3,0-4,0 Кремний0,5-0,7 Ванадий . - 0,5-1,0 Бор0,05-0,25 Церий0,05-0,20 Никель ,0,5-3,5 Алюминий0,1-0,2 о Железо Остальное При этом должно соблюдаться с отношение хрома к углероду равно 9:10. Отклонение от указанного соотношения снижает микротвердость карбидной фазы, что приводи к -снижению износостойкости стали. Содержание углерода в интервале 0,5-1,8% обусловлено образованием оптимального количества j{apбиднoй фазы в структуре стали, что способствует повышению относительной износостойкости. Содержание углерода ниже 0,5% недостаточно для образования первичных карбидов, а при содержании более 1,8% количества карбидной фазы превышает допустимое, что приводит к резкому ухудшению механических свойств. Легирование стали хромом обуславливает получение определенного типа карбида на основе хрома - . При содержании хрома менее 5% карбид еще не образуется, а легирование сталихромом более 15% приводит к перестройке структуры карбида от к , что снижает ударную вязкость и износостойкость стали. Отклонение соотношения хрома к углероду равное 9:10 снижает микротвердость карбидной фазы, что приводит к снижению износостойкости стали. Элементы ванадия и бора вводят для легирования карбидной фазы. При содержании ванадия ибора ниже, чем соответственно 0,5 и 0,05% их влияние еще не О1иущается. Превышение содержания этих элементов выше соответственно 1,0 и 0,25% приводит к образованию ca focтoятeльныx карбоборидов ванадия, что снижает прочностные характеристики стали. Элементы кремния и алюминия вводятся в сталь в качестве раскислителей для обеспечения полного усвоения,.хрома и ванадия. Гижний предел содержания кремния 0,5% и алюминия 0,1% обусловлен их минимальным количеством, при котором их влияние начинает ощущаться. Содержание кремния и алюминия BHije соответственно 0,7 и 0,2% приводит к образованию ферритной фазы в структуре стали за счет ферритообразующих свойств кремния и повышению пленообразования за счет а.гаоминия. И то, и другое ухудшает механические свойства стали, снижает ударную вязкость. Марганец и никель вводят в сталь в качестве аустенитообразующих элементов. При содержании марганца и никеля ниже Соответственно 3 и 0,5% не достигается требуемой стабильности аустенита. При &том большое количество мартенситной составляющей в структуре стали увеличит твердость, но снизит ударную вязкость стали. Сталь выплавляют в индукционной плавильной печи ЛПЗ-67. Термообработку стали проводят по следующему

режиму: 2-х ступенчатый отжиг при в течение 2-х часов и при 650 С в течение 3 ч, нормализация от 950-1000°С, отпуск при 500°С в течение 2-х часов.

Структура стали после полной термической обработки представляет собой металлическую аустенитомартенситную основу и комплексных карбидов хрома типа 1-1 .

Химический состав сталей и их механические свойства после термической. обработки приведены в таблице.

1, ЛИТАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, хром, марганец, кремний, ванадий, бор, церий, железо, отличающаяся тем, что. с целью повышейия ударной вязкости и износостойкости, она дополнительно содерхшт никель и алюминий при следующем соотношении компонентов, мае,%: 0,5-1,8 Углерод 5-15 Хром 3,0-4,0 Марганец Кремний 0,5-0,7 0,5-1,0 Ванадий 0,05-0,25 Бор 0,05-0,20 Церий Никель 0,5-3,5 Алюминий 0,1-0,2 Железо Остальное 2. Сталь по п,1, о т л и. ч а юi щ а я р я тем, что отношение хрома к углероду равно 9.10 (Л

Известная 0,2 7,1 2,0

0,48 4,72,59 0,4.6

0,5 53,0 0,5

1,1 103,5 2,1

1,8 154,0 3,5

1,92 15,84,33,8

Извест-0,6 5,1 0,1 0,05 Остальная1ное1,0

0,030,050,1

0,20,210,02 6,0

0,7 0,3

0,390,42 0,080,04

0,50,5 0,10,05

0,61О,71 0,160,11

0,71,0 0,20,25

0,81,1 0,220,30

Продолжение таблийл

520

0,6

510

0,6 520 1,2 530 1,6 540 1,2 540

0,2

5 10623026

Предлагаемая литая сталь обеспечи Экономический эффект достигаетвает повьшение ударной вязкости и отно-ся за счет ирключения из состава досительной износостойкости на 20-40%рогих и дефицитных молибдена, вольфпо сравнению с известкой вталью прирама, кобаяьта, увеличения в 2 раза

сохранении твердости на прежнем уров-срока службы деталей узлов,

не.5 работающих в условиях абразивОжидаемый экономический эффектного и ударно-абразивного изсоставит 450 тыс. руб. в год.носа.