Литая износостойкая сталь Советский патент 1984 года по МПК C22C38/50 

ю

00

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию литейных износостойких сталей для изготовления башмаков гусеничных тракторов, венцов и шестерен карьерных экскаваторов, литых деталей гидроэлеваторов и рудоразмольного оборудования.

Известна сталь l следующего химического состава, мас.%: Углерод0,05-0,5

Марганец0,4 -2

Кремний0,2 -1

Хром0,2 -1,5

Никель0,2-3,5

Молибден0,005-0,5

Ванадий0,05-0,2

Титан0,01-0,1

Барий0,01-0,05

Стронций0,01-0,05

ЖелезоОстальное

Недостатком известной стали являются низкие прочностные свойства

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является литейная сталь 2J следующего химического состава, мас.%:

Углерод0,3-0,4

Кремний.0,4-0,7

Марганец1,8-2,1

Хром1,5-1,8

Никель1,0-1,3

ЖелезоОстальное

Недостатками известной стали являются низкие прокаливаемость,пластичность, ударная вязкость и абразивно-коррозионная стойкость.

Цель изобретения - повышение прокаливаемости, пластичности, ударной вязкости и абразивно-коррозионной стойкости.

Поставленная цель достигается тем, что литая износостойкая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель и железо, дополнительно содержит титан и церий при следующем соотношении компонентов, мае.%:

Углерод0,3-0,4

Марганец0,4-0,8

Кремний0,7-1,1

Хром1,5-2,5

Никель0,2-1,0

Титан0,01-0,05

Церий0,01-0,05

ЖелезоОстальное

Высокое сочетание показателей физико-механических и специальных свойств предлагаемой стали достигается при более- низких содержаниях дефицитных элементов марганца и никеля и более высоких значений менее дефицитных хрома и кремния. Уменьшение интервалов по содержанию марганца до 0,4-0,8 и никеля до 0,2-1,0% в предлагаемой стали по сравнению с известной связано с заметным повышением показателей пластичности и вязкости, необходимых для надежной работы отливок.

Высокие значения почности и твердости, оказывающие благоприятное влияние на увеличение сопротивляемости литых деталей абразивному изнашиванию, обеспечиваются при содержании кремния в интервале 0,7-1,1% и хрома 1,5-2,5%.Увеличение содержания крем кия и хрома выше 1,1% и 2,5% соответственно приводит к резкому повышению твердости и прочности, что существенным образом отражается на снижение коррозионной стойкости металла из-за больших напряжений, возникающих в кристаллической решетке. Кроме того, происходит заметное снижение абразивной стойкости предлагаемой стали, связанное также с механизмом скалывания материала под воздействием абразивных частиц. Уменьшение содержания кремния и хрома ниже 0,7 и 1,5% соответственно способствует снижению твердости, прочности и прокаливаемости стали и приводит к заметному снижению абразивной стойкости литых деталей и уменьшению общего ресурса работы оборудования.

Дополнительное введение в сталь титана и церия в сочетании с основными элементами (углерод, марганец, хром, кремний, никель) в заданных пределах усиливает в еще большей степени их влияние как раскислителей и способствует получению достаточно плотных отливок и увеличению уровня пластичности и вязкости.

Повышение показателей пластичности и вязкости под воздействием церия и титана достигается за счет изменения природы, характера распределения и получения глобулярной формы неметаллических включений (вместо остроугольных) . Кроме этого, присутствие церия в металле в сочетании с никелем, марганцем и хромом в указанных пределах обеспечивает получение высокой прокаливаемости литых деталей, что благоприятно сказывается на повышении стойкости отливок, изнашивающихся на значительную глубину. Изменение этих пределов ниже нижних и выше верхних существенно сказывается на снижение этой характеристики.

Высокая абразивно-коррозионная стойкость предлагаемой стали достигается за счет титана и церия в сочетании с никелем и хромом в указанных пределах. Увеличение зтого показателя связано с рафинированием металла и получением гетерогенных включений, стойких в агрессивных средах.

Пример, Сталь выплавляли в 120 кг индукционной печи с основной футеровкой,

Химический состав,механические свойства, прокаливаемость, абразивно-коррозионный износ предлагаемой и известной сталей приведены в табл. 1 и 2.

Для определение прокаливаемости стали использовали методику, описанную в ГОСТ 5657-69. Испытания на абраэивио-коррозионный износ проводили на установке скоростных испытаний, разработанной в Запорожском

машиностроительном институте им. В.Я.Чубаря. Абразивная пульпа состоит из злектролита и абразивного материала в отношении 1:2.

Использование предлагаемой стали для отливки, например, башмаков гусеничных тракторов и других износостойких деталей повысит их стойкость и обеспечит получение экономического 0 эффекта в 667500 руб.

Т а б л к ц а 1

ЛИТАЯ ИЗНОСОСТОЙКАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод,, кремний, марганец, хром, никель и железо, отличающаяся тем, что, с целью повьшения прокаливаемости, пластичности, ударной вязкости и абразивно-коррозионной стойкости, она дополнительно содержит титан и церий при следующем соотнсвиении компонентов, мас.%: Углерод 0,3-0,4 Марганец 0,4-0,8 Кремний 0,7-1,1 Хром 1,5-2,5 Никель 0,2-1,0 Титан 0,01-0,05 S Церий 0,01-0,05 Железо Остальное

Примечание, Содержание Fe во всех

Продолжение табл.2 пленках до 100%. Таблица 2