Способ производства подшипниковой стали регламентированной прокаливаемости Советский патент 1991 года по МПК C21C5/52 

Изобретение относится к производству сталей, в частности подшипниковых, и может быть использовано при производстве стали регламентированной прокаливаемости, предназначенной для изготовления деталей подшипников, упрочняемых объемно-поверхностной закалкой.

Целью изобретения является повышение выхода годного металла.

При выплавке подшипниковой стали на свежей шихте или переплавом легированных отходов после расплавления всей шихты посылают пробу для экспресс-анализа на углерод марганец серу, фосфор, хром, никель, медь Никель не удаляется в процессе окисления и рафинирования стали и его количество определенное после расплавления шихты, сохраняется неизменным и в готовом металле.

Хром в виде феррохрома вводится в печь в количестве, зависящем от содержания никеля после расплавления шихты Далее следуют обычные операции металлургического передел; рачливка, прокатка отжиг.

Способ осуществляют следующим об- разсм

При выплавке подшипниковой стали ШХ4, предназначенной длч л ч-ч.н-й буксовых подшипников желе:и1од( вагонов с толщиной стенки 1 15 мм, содержание никеля пмсгк- рш плавления шихты колеблется в прил- . 0.30% Превышение содержа ты м.- fm ПРИ с охраО XI

сл

CJ

J о

нении содержания хрома в пределах 0,43 - 0,50% (что возможно по ГОСТ 80178) приводит к недопустимо глубокой либо сквозной прокаливаемости деталей. Для устранения этого недостатка в соответствии с предлагаемым способом введение хрома в качестве легирующего элемента осуществляют из расчета в зависимости от содержания никеля в стали по соотношению:

Сг Сгмакс-0,75(М ±0,04),

где Сг - требуемое содержание хрома в плавке;

Ni - содержание никеля в шихте, определяемое после ее расплавления;

0,04 - поправочный коэффициент;

0,75 - коэффициент корреляции;

Сгмакс - максимально допустимое содержание хрома по ГОСТ 801-78.

Пример. Если в расплавленной шихте получено 0,12% Ni, то хрома необходимо ввести 0,36 - 0,44%. Полученный интервал содержания хрома обеспечивает прокали- ваемость подшипниковой стали при данном содержании Ni в пределах 2,5 - 3,5 мм. Такая прокаливаемость подшипниковой стали необходима для достижения высокой конструктивной прочности подшипников, упрочняемых методом обьемно-поверхно- стной закалки.

Задача стабилизации прокаливаемости подшипниковой стали типа ШХ4 имеет большое значение, так как почти весь подвижный состав на железнодорожном транспорте работает на подшипниках, изготавливаемых из этой стали. Из-за нестабильности прокаливаемости брак составляет около 10% от всей выплавляемой стали типа LUX4. Потери составляют несколько тысяч тонн, что соответствует сотням тысяч неизготовленных железнодорожных подшипников. Эти подшипники, имеющие кольца с толщиной стенки 14 - 16 мм, являются наиболее массовыми серий но-выпускаемыми подшипниками.

Если при определении количества вводимого хрома взять коэффициент большим, чем 0,75, то прокаливаемость стали недостаточна, т.е. менее 2,5 мм В этом случае количество вводимого хрома недостаточно для обеспечения нужной прокаливаемости.

Если коэффициент меньше, чем 0,75, то расчитанное по предлагаемой зависимости

количество вводимого хрома велико и приводит к превышению уровня прокаливаемости, равного (для колец с толщиной стенки 14-16 мм) 3,5 мм. или к сквозной закалке.

Сквозная закалка резко снижает долговечность и надёжность подшипников.

Прокаливаемость различных плавок, выплавленных на основе предлагаемого соотношения в промышленных

условиях и определенная по толщине закаленного слоя в кольцах подшипников 232726Л4М/02 с толщиной стенки 15 мм после объемно-поверхностной закалки, приведена в табл. 1.

Все приведенные в табл. 1 плавки обеспечивают толщину закаленного слоя в оптимальных пределах 2,5 - 3,5 мм.

Результаты контроля прокаливаемости промышленных плавок стали ШХ4, выплавленных при сочетании никеля и хрома за пределами приведенного соотношения по предлагаемому способу, приведены в табл.2.

Прокаливаемость плавок 11 - 18 лежит

за пределами оптимальной толщины закаленного слоя и составляет менее требуемых 2,5 мм (плавка 11)либо более 3,5 мм (плавки 12 - 18).

Использование предлагаемого изобретения позволяет устранить отбраковку плавок стали ШХ4 с неудовлетворительной прокаливаемостью и повысить выход годного металла при изготовлении колец буксовых подшипников для железнодорожных

вагонов.

Формула изобретения

Способ производства подшипниковой стали регламентированной прокаливаемости, включающий плавление шихты, окисление и легирование стали, отличаю щи й- с я тем, что, с целью повышения выхода годного металла, определяют содержание никеля после расплавления шихты и доводят содержание хрома до величины, определяемой по соотношению:

Сг Сгмакс }0,75(Ni ±004) %

где Сгмакс-максимально допустимое содержание хрома в стали по ГОСТ 801-78,

0,75 и 0,04 - эмпирические кочффицррн- ты.

Таблица 1

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к выплавке подшипниковой стали регламентированной прокаливаемости. Цель повышение выхода годного металла. Проводят плавление шихты, окисление и легирование стали, при этом определяют содержание никеля после расплавления и доводят содержание хрома до величины, определяемой по соотношению: Сг Сгмакс - 0,75(Ni ±0,04), %. где Сгмакс максимальное содержание хрома в стали по ГОСТ 801-78; 0,75 и 0.04 - эмпирические коэффициенты. 2 табл Ј

Таблица 2