Сталь Советский патент 1983 года по МПК C22C38/22 C22C38/60 

О

0000

сд

00

Изобретение относится к металлуp гии, а именно к конструкционным сталям, обладающим повышенной технологичностью в процессах холодной объемной деформации и при обработке резанием.

Известна конструкционная сталь, имеющая наряду с высокими прочностнми свойствами недостаточную технологичность в процессах холодной объемной деформации и при обработке резанием VJ

Наиболее близкой к предлагаемой является сталь 2) следующего состава, вес.%:

До 0,6

Углерод До 2,5

Марганец До 0,5

Кремний До 0,04

Алюминий До 0,5

Титан До 3,5

Хром До .0,01

Бор До 0,02

Азот 0,0002-0,0

Кальций До 0,003

Сера До 0,5

Цирконий До 0,5

Ниобий До 0,03

Теллур До 0,003

Кислород До 4,5

Никель До 1,0

Молибден. До 2,0

Ванадий 0,01-0,3

Свинец 0,0.03-0,1

Селен 0,,3

Висмут Остальное

Железо

Недостатком известной стали является невысокая технологичность при холодной объемной деформации. Кроме того., необходимый уровень прочностHbix СВОЙСТВ и технологичность при обработке резанием обеспечиваются легированием дефицитными элементами такими как никель, молибден, ниобий ванадий.

Цель изобретения - повьаиение технологичности стали при холодной объемной деформации, прочности ее и улучшение обработки резанием.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод марганец, кремний, хром, Ксшьций, титан, алюминий, азот, бор, серу и железо, дополнительно содержит тантал при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод0,20-6,25

Марганец0,9-1,3

КремнийО,.02-0,10

Хром0,4-0,7

Кальций0,015-0,03

Титан0,02-0,06

Алюминий0,02-0,08

Азот0,004-0,01

Бор0,001-0,004

Сера0,03-0,05

Тантал0,03-0,08

ЖелезоОстальное

Повышение технологичности стали в процессах холодной объемной деформации обеспечивается введение| тантала в пределах 0,03-0,08%, определяющего характер формирования зерна в стали и соответственно получение, конечной мелкозернистой структуры со сфероидизированным перлитом за счет уменьшения склонности к росту зерна аустенита и коагуляции цементита (предельная степень деформации при осадке не менее 87%). Повышение пределов содержания кальция-до 0,015-003 и серы до 0,03-0,05% обеспечивает необходимый уровень технологичности стали при обработке резанием за счет образования равномерно распределенных неметалличес- ких соединений в структуре металла.

Опытные плавки выплавляют в индукционной печи емкостью 20 кг. Слитки проковывают вгорячую на круг 27-29 мм при температуре 1200-950®С и обтачивают на размер 25 мм.

Химический состав и результаты механических испытаний приведены в табл. 1 и 2.

Технологичность стали при холодной объемной деформации определяют по результатам испытаний на осадку в холодном состоянии обточенных термообработанных образцов до начала разрушения в соответствии с требованиями ГОСТ 8817-73. Режим 5 термообработки: нагрев до 7бОс,

выдержка 0,5 ч, охлаждение до 680с, . выдержка 4,0 ч, охлаждение с печью до комнатной температуры.

Прочность стали определяют по результатам испытаний на растяжение по ГОСТ 1497-73 на улучшенных образцах по режиму: закалка 880 С в масло, отпуск 370-390С.

Технологичность стали при резании определяют по усилию сверления образцов со скоростью 1400 об/мин, скоростью подачи сверла 0,1 мм/об, глубиной сверления 10 мм и диаметром, сверла 5,0мм.

В табл. 1 представлен химический состав опытных плавок.

В табл. 2 представлены прочностны и технологические свойства опытных ппавок.

Как видно из табл. 2 предлагаемая сталь превосходит известную по значениям технологичности при холодной объемной деформации и обработке резанием и обеспечивает получение высокого уровн прочностных свойств.

Ожидаемый годовой экономический эффект от использования изобретения составляет до 140 тыс. руб.

Т а б л и ц а Г

СТАЛЬ, содержащая углерод/ марганец, кремний, хром, кальций, титан, ад|оминий, азот, бор, серу и железо, о т л и ч а ю и а я с я тем,. что, с целью повышения технологичности стали при холодной объемной деформации, прочности ее и улучшения :обработки резанием, она дополнительно содержит тантал при следующем соотношении компонентов, мае.%: Углерод0,20-0,25 Марганец0,9-1,3 Кремний -0,02-0,10 Хром. 0,4-0,7 Кальций0,015-0,03 0,02-0,06 Титан 0,02-0,08 Алюминий 0,004-0,01 Азот 0,001-0,004 Бор 0, Сера i 0,03-0,08 Тантал Остальное . Железо (Л

ага1

0,22

1,3

2 0,20

1,2 0,21

3 4

1,2 0,25

. 0,9

ага1

0,002

0,03 0,002

2 3 0,03 0,004 0,035 0,001

4 0,05

81

Известный

ПЕ)едлагаемый

0,05

0,5

0,02

0,02

0,005

0,4 0,02 0,06 0,04 0,004 0,03

0,7 0,02 0,08 0,01

О,И 0,02 0,015 0,07 0,009

Продолжение таблицы 1

То же

Т а б л и ц, а 2

120-145

108