Конструкционная сталь Советский патент 1984 года по МПК C22C38/32 

О)

ел

4 о ел Изобретение относится к металлур гии, в частности к сталям, применяемым для изготовления деталей, подвергающихся при эксплуатации абразивному изнашиванию, значительным ударным нагрузкам, испытывающих высокие удельные давления в диапазоне температур 50-70с, например, для деталей ходовой системы тяжелых гусеничных машин (башмаки, звенья гусениц). Известна сталь марки ЭОХРА, содержащая, мае.%; Углерод0,27-0,33 ; Кремний0,17-0,37; Маргане.ц0,50-0,80; Хром1,0-1,30; ЖелезаОстальное f Однако эта сталь обладает недост точной износостойкостью и сравнител но низкой прокаливаемостью. Наиболее близкой к изобретению п технической сущности и достигаемому результату является сталь следующего состава, мае.%: углерод 0,36-0,4 кремний 0,17-0,37; марганец 0,25-0 сром 1,8-2,4 ванадий 0,09-0,15 алюминий О,02-0,Об азот 0,02-0,04 .езо - остальное. Сталь такого состава, микролегированная азотом и ванадием, характеризуется повышенной склонностью к необратимой отпускной хрупкости С23. Недостатком известной стали являются относительно низкие значе ния пластических характеристик и ударной вязкости, особенно при отри дательных температурах. Кроме того, повышенное содержани хрома в составе известной стали не только удорожает ее, но и значитель но снижает технологичность в услови ях металлургического передела и при термообработке готовых изделий. Цель изобретения - улучиюние пластичности и ударной вязкости стали. Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод кремний, марганец, хром, ванадий, алюмний, азот и железо, дополнитель но содержит титан, бор и кальций при следующем соотношении компонентов, мас;%: Углерод0,28-0,45 Кремний0,17-0,37 Ь арганец0,50-0,80 Хром0,70-1,10 Ванадий0,04-0,12 Длкмний0,015-0,08 Азот0,004-0,012 Титан0,02-0,06 Бор0,001-0,004 Кальций 0,001-0,004 Железо Остальное Сталь предлагаемого состава hoзвoляeт обеспечить необходимую закаливаемость, глубокую прокаливаемость и после упрочняюш,ей термической обработки - твердость на поверхности детали 48-58 HRC, а на глубине 10 мм от поверхности - 45-55 HRC. Эта сталь мелкозернистая (зерно 9-10 баллов по шкале ГОСТ 5639-65 при нагреве до 930с). Сталь характеризуется комплексом высоких прочностных пластических и вязких свойств, мало изменяющихся при отрицательных температурах. Сталь выплавляли в открытой индукционной печи емкостью 150 кг с основной футеровкой. Слитки были прокатаны на экспериментсшьном прокатном стане на прутки сече1нием 40 tOA, Термическую обработку проводили по двум вариантгии; закр1лка при 900 °С с последующим отпуске при 180° в течение 2 ч и закалка при 900°с с последующим отпускам на твердость 286-293 НВ. Испытания ударной вязкости проводили при 20 и . В табл. 1 и 2 приведены химический состав и механические свойства предлагаемой стали и известной после теЕ ической обработки на два уровня прочности. Из приведенных данных видно, что наличие бора в закаленной и низкоотпущенной стали обеспечивает существенное (в 1,5 и более раза) повышение ударной вязкости материала при всех условиях испытаний-. аблица

3

-

1065495

блица 2

КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, алюминий, азот и железо, отличающаяся тем, что, с целью улучшения пластичности и ударной вязкости, она дополнительно .содержит титан, бор и кальций при следующем соотносюнии компонентов, мас.%: Углерод 0,28-0,45 Кремний 0,17-0,37 Марганец 0,50-0)80 Хром 0,70-1,10 Ванадий 0,04-0,12 Алюминий 0,015-0,08 Азот 0,004-0,012 Титан 0,02-0,.06 9 Вор 0,001-0,004 Кальций 0,001-0,004 Железо Остальное

В предлагаемой стали более низкое по сравнению с известной содержание хрома, азота и ванадия способствует .получению более высокой ударной вязкости стали после улучшения закалки и высокого отпуска) как при комнатной , так и при отрицательной температурах испытаний.

Предлагаемая сталь характеризуется также более высокими значениями пластических характеристик не только в высокопрочном, но и в улучшенном состояниях.

Таким-образом, -предлагаемая высокопрочная экономнолегированная сталь

имеет глубокую прокаливаемость, мелкозернистую структуру, высокие значения пластических и вязких характеристик , что обеспечивает высокую конструктивную прочность в целом и позволяет успешно применять ее для деталей ответственного назначения, работающих в тяжёлых почвенйо-климатических условиях.

Экономическая эффективность при применении предлагаемой стали возникающая за счет увеличения долговечности башмаков гусеницы тяжелых гусеничных тракоторв составит свыше 700 тыс.руб.