Сталь Советский патент 1991 года по МПК C22C38/58 C22C38/38 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к стали, и может быть использовано при изготовлении износостойких литых деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания при контактно-динамических нагрузках, например сменных деталей дробильно-размольного оборудования.

Цель изобретения - повышение износостойкости при ударно-абразивном изнашивании, способности к деформационному упрочнению, трещиностойкости при сохранении уровня хладостойкоети стали.

Исследование абразивной стойкости и деформационного упрочнения сталей на основе углеродистого железо-марганцевого аустенита с 0,5-4,0 мас,% хрома в широком диапазоне составов

(от 3 до 13 мас.% марганца и 0,33- 1,4 мас.% углерода) позволяет построить номограммы равной относительной износостойкости и деформационного упрочнения сталей в этой области составов. За эталон, износостойкость которого принята за 1, взята сталь 110Г13Л. На чертеже нанесены такие номограммы, ограничивающие область составов с абразивной стойкостью выше 1,4 (кривая 1) и упрочнением при сжатии на 30% выше 450 НВ. Поскольку условия эксплуатации сменных деталей дробильно-размольного оборудования требуют запаса ударной вязкости при 20°С не менее 1 МДж/м2, в этих же координатах (10к%С - % Мп) нанесена номограмма ударной вязкости, равной 1 МДж/м2. Предлагаемой областью сое05N5 Ю 4ъ N5

тавов является общая, ограниченная тремя этими номограммами, область составов. Геометрически со стороны меньших содержаний марганца граница этой области хорошо аппроксимируется частью окружности радиусом, равным 3 (в данной системе координат), координаты центра которой соответствуют содержанию марганца 9 мас.% и углерода 1,05 мас.%. Верхний предел легирования по марганцу в пределах концентрации углерода 0,92-1,25 мас.% можно с минимальными отклонениями от кривых 1 и 2 принять за константу, равную 8,2 мас.%. Верхний предел легирования по углероду, равный 1,25 мас.%, связан с условиями получения аустенитной без карбидов структуры после стандартной для сталей рассматриваемого типа термообработки - закалки с 1050- 1100°С в воду. Составы сталей приведены в табл. 1.

Стали выплавляют в открытой индукционной 50-килограммовой печи и разливают в слитки массой 10 кг. Из слитка вырезают заготовки образцов для испытания на ударную вязкость, абразивную стойкость и сжатие (30%). Относительная износостойкость оценивается по потерян массы образцов за время испытания по сравнению с базовой сталью. Структура образцов всех сталей после закалки от 1100 С в воду чисто аустенитная. Размер зерна аус- тенита сталей составов 1-8 2 балла, стали состава 9 1 балл. Твердость сталей в закаленном состоянии составляет 20-25 HRC. Трещиноустойчивость оценивается по количеству отливок с трещинами. Общее количество отливок каждого состава 100 шт.

5

Q

Результаты испытаний на абразивную износостойкость, деформационное упрочнение, ударную вязкость и трещино- устойчивость приведены в табл. 2,

Результаты испытаний показывают, что предлагаемая сталь имеет значение ударной вязкости при 20ЛС достаточное для того, чтобы детали могли работать в условиях эксплуатации и при этом превосходит известную сталь по износостойкости в 1,4-1,6 раза.

Предлагаемая сталь, являясь эко- номнолегированной по марганцу, обладает высокими эксплуатационными и технологическими свойствами. Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, медь, молибден,

железо,

отличающаяся

тем, что, с целью повышения износостойкости при ударно-абразивном изнашивании, способности к деформационному упрочнению, трещиностойкости сохранении уровня хладостойкоети, она дополнительно содержит кальций, никель и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас,%:

0

5

Углерод

Марганец

Кремний

Медь

Хром

Молибден

Кальций

Никель

Алюминий

Железо

0,92-1,25

6,0-8,2

0,3-0,9

0,1-0,3

0,5-2,0

0,05-0,1

0,002-0,008

0,05-0,7

0,05-0,3

Остальное

40

при условии выполнения соотношения: (% марганца - 9)2 + (10 х% углерода - 10,5)2 Ј 9„

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к стали, и может быть использовано при изготовлении литых деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания при контактно-динамических нагрузках. Цель изобретения - повышение износостойкости при ударно-абразивном изнашивании, способности к деформационному упрочнению, трещиностойкости при сохранении уровня хладостойкости ста- ли. Сталь дополнительно содержит кальций, никель и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,92-1,25} марганец 6,0-8,2;кремний 0,3-0,9; медь 0,1-0,3} хром 0,5- 2,0; молибден 0,05-0,1; кальций У0,002-0,008, никель 0,05-0,7, алюминий 0,05-0,3; железо при условии выполнения соотношения: (% марганца - - 9)2 + (10«% углерода - 10,5)2 Ј9. 2 табл., 1 ил. S (Л

Таблица 1

Остальное

.10

Квадрат эф- фектионого рапиуса области составов

0,64 6,36 9,00 5.69

2,0

М 1,0

м

1,5

Таблица

450 500 550 460 390

99

99

100

100

91

%Нп