Цементуемая сталь Советский патент 1985 года по МПК C22C38/38 

со О)

и|

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкционным высокопрочным сталям для изготовления ответственных деталей, преимущественно шестерен, упрочняемых хими ко-термической обработкой и работающих в условиях повышенных нагрузок.

и,ель изобретения - повьшение механических и технологических свойств стали.

Анализ состава предлагаемой стали показывает, что при цементации и нитроцементации повышенное содержание хрома (до 2,5 мас.%) способствует получению на поверхности цементованных изделий повьшенных концентра1Ц1й углерода с большим количест}зом мелких равномерно распределенных карбидов. Благодаря этому детали из предлагаемой стали имеют более выеокую поверхностную твердость, обеспечивающую хорошую ср тротивляемость износу.

Повышенное содержание марганца (до 2,5 мас.%) способствует повышени ударной вязкости по сравнению с известной сталью. Кроме того, марганец при цементации ускоряет процесс науглероживания и повышает конце-нтрацию углерода на поверхности слоя.

Введение хрома и марганца при указанном соотношении обеспечивает повышение и прочности, и пластичности стали за счет формирования мартенситной структурь с повышенным количеством легированного остаточного аустечита.

Уменьшение содержания хрома ниже 1,85 мае,% и марганца ниже 1,75 мас,% приводит к снижению легированности мартенсита, вызывающему падение характеристик прочности.

Повышение содержания мартанца в стали более 2,5 мас.% усиливает склонность стали к перегреву, иовьииение содержания хрома встали белее 2,5 мас.% при наличии в ней марган10 2

ца менее 1,75 мае. % принстдит к снижению ударной вязкости.

Опытные стали выплавляют путем переплава стали 25ХГ1, Разливка стали производится в земляные форьм.

Химический Состав выплавленных предлагаемой и известной сталей приведен в табл. 1.

Прочностные характеристики 6- , Ь , cf, V и « определяют на стандартных образцах после термической обработки.

Результаты прочностных испытаний приведены в табл, 2.

Микроструктура цементованного слоя образцов из предлагаемой и известной сталей представляет собой мелкоигольчатый мартенсит с небольшим количеством остаточного аустенита. В образце из предлагаемой стали выявлена заэвтектоидная зона, в которой включения карбидной фазы очень дисперсны, имеют округлую форму и расположены изолированно. Присутствие карбидной фазы такого типа обеспечивает повышенные технологические свойства деталей.

Толщина упрочне})ного слоя образцов из предлагаемой стали в 1,5 раза больше, чем у известной стали и составляет соответственно 2,5 и 1,65 мм. Наличие указанной карбидной фазы в упрочненном слое у образцов из предлагаемой стали обеспечивает повышение поверхностной твердости с 750 кгс/мм у известной стали до 830 кгс/мм у предлагаемой стали. Кроме того, распределение микротвердости по толщине упрочненного слоя образца стали предлагаемого состава более рационально, чем у образцов известной стали: достаточно высокое значение микротвердости сохраняется на значительную толщину, что положительно отражается на качестве деталей, работающих- в условиях контактной усталости и торцового изнашивания.

Таблица 1

ЦЕМЕНТУЕМАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец,кремний, хром, титан и железо, отличающаяс я тем, что, с целью повышения механических и технологических свойств, она Содержит компоненты в следующем соотношении, мас,%| Углерод0,22-0,29 Кремний0,17-0,37 Марганец1,75-2,5 Хром1,85-2,5 Титан0,03-0,09 ЖелезоОстальное

гае0,22

1,75 О,2 5

2И 2,5 0,29

0,20 2,65 0,31

2,75

ная

0,27

0.2

1,850,030,035 0,035Остальное

2,150,060,035 0,035 ,50,090,035 0,035 ,750,020,0350,035 .

2,370,110,035.0,035 ,50,90,035 0,035

Таблица 2