Конструкционная сталь Советский патент 1988 года по МПК C22C38/32 

ю

Изобретение откосится к металлур- : ии, в частности к сталям с повышен- iiou твердостью для тяжелонагруженных рубчатых колес, коленчатых валов с Цементуемыми шейками и шатунов с це- ентуемой внутренней поверхностью, 1работающих в условиях трения.

Цель изобретения - повышение вяз- 1КОСТИ разрушения и стабильности уста|лост ной прочности и износостойкости, I Выплавку стали производят в индук- цирнных печах с основной футеровкой |и использованием способа, заключаю- Iщегося в том, что с завалкой в печь

14

вводят феррованадий, ферротантал,

I феррохром и шлаковую смесь из извеГсти и плавикового шпата. После рафИ

нирования проводят микролегирование

расплава. Разливку стали производят

в сухие жидкостекольные формы после

Как видно из табЛо 2, предложенная конструкционная сталь обладает более высокой вязкостью разрушения и более стабильными характеристиками усталостной прочности и износостойкости после цементации, чем известная. .

карбонитридами циркония, нитридами ниобия. Модифицирование силикокальци- ем производят в ковше. Температура 25 заливки металла 1550-1600°С. Угар,%: хром 9-13, тантал.8-11, неодим 22- 26, ванадий 16-19 и карбонитриды циркония 12-15.

После очистки и механической обра- о углерод, кремний, марганец, титан, ботки образцы и детали подвергают алюминий, б.ор, кальций, нитриды ни- химико-термической обработке по режит му: цементация при 950 С в течение 2,5 ч с последуюш,им охлаждением, отпуск в кипящем слое при 650°С в течение 3 ч и при 180°С в течение 2 ч.

В табл. 1 приведены химические составы предложенной и известной сталей, полученные методами количествен - ного химического анализа.

Усталостную прочность определяют на образцах с рабочей диаметром- 8 мм с. глубоким надрезом гиперболического профиля. Испытания на усталостную прочность проводят на машине ВМП-ЮООО при чистом изгибе вращением с частотой 83 об/мин на базе 5-10 циклов.

Испытания на износостойкость проводят на образцах диаметром 40 мм при трении качения без смазки на машине МИ-Ш на базе 1,5 Ю об/мин с удельным давлением в месте контакта испыт уемой пары 400 МПа и скоростью

Формула изобретения Конструкционная сталь, содержащая

обия и железо, отличаю.щ а я- с я тем, что, с целью повьшаения вязкости разрушения и стабильности уста лостной прочности и износостойкости она дополнительно содержит тантал,- хром, ванадий, карбонитриды циркония и неодим при следующем соотно40

45

JQ

200612

вращения эталонов 400 об/мин, что соответствует рабочим нагрузкам при работе шестерен.

Физико-механические свойства сталей после химико-термической обработки представлены в табл. 2.

Эксплуатационная стойкость шестерен из предложенной стали в 1,26- 1,42 раза вьшхе, чем известной. Структура цементованного слоя образцов и деталей состоит из высокоуглеродй- стого мелкодисперсного мартенсита и небольшого количества глобулярных карбидов и карбонитридов.

Концентрация углерода в поверхностных, слоях составляет 1,0-1,2%, а твердость поверхности 58-60 HRC.

Как видно из табЛо 2, предложенная конструкционная сталь обладает более высокой вязкостью разрушения и более стабильными характеристиками усталостной прочности и износостойкости после цементации, чем известная. .

15

20

25 Формула изобретения Конструкционная сталь, содержащая

о углерод, кремний, марганец, титан, алюминий, б.ор, кальций, нитриды ни-

обия и железо, отличаю.щ а я- с я тем, что, с целью повьшаения вязкости разрушения и стабильности уста- лостной прочности и износостойкости, она дополнительно содержит тантал,- хром, ванадий, карбонитриды циркония и неодим при следующем соотно40

45

Таблица 1

Теплопрочность,С

Стабильность изно-,

состойкости,%

Прокаливаемость ,

;Эксплуатационная

;стойкость шестерен,%

Твердость, HV,

10

500

980

93

74

135 532

990

96 80

142 540

Изобретение относится к металлургии, в частности к сталям с повышенной твердостью для тяжелопогружных зубчатых колес, коленчатых валов с цементными шейками. Цель изобретения - повышение вязкости разрушения и стабильности усталостной прочности и износостойкости. Конструкционная сталь содержит, мас.%: углерод 0,22- 0,35; кремний 1,15-2,15; марганец 0,15-0,75; титан 0,15-0,52; алюминий 0,02-0,07; тантал 0,36-2,5; бор..: .. 0,003-0,07; кальций 0,03-0,07; хром 0,26-0,93; нитриды ниобия 0,03-0,23; ванадий 0,42-0,88; карбонитриды циркония 0,18-0,37; неодим 0,003-0,008 и железо остальное. 2 табл. S (Л