Литейная сталь Советский патент 1992 года по МПК C22C38/50 C22C38/58 

Изобретение относится к металл гии, в частности к составу стали, которая мсщёт быть использована для изготовления, еложных по конфигурации литых деталей, $ке плуатируемых в условиях значител1 ных прочностных нагрузок и интенсивного изнашивания.

Цель изобретения - повышение литейно-технологических свойств, динамической прочности и износостойкости стали в условиях абразивного и фрикционного износа.

предлагаемую и известную стали вйплэвляли на однотипной базовой шихтеиндукционной печи в 200 кг с основной футеровкой для обеспечения идентичных .исходных концентраций примесей.

Химический состав сталей приведен в табл. 1. При 1570° С заливали трефовидные пробы по ГОСТ 977-75, которые после разрезки термообрабатывали по режиму: закалка от 880-900° С, выдержка 1 ч, охлаждение в воде, отпуск при 620-640° С, выдержка 2 ч, охлаждение в воде. Из лепестков трефовидных проб изготавливали образцы для изучения износостойкости и определения динамической прочности на гладких образцах и с концентратором напряжений. В последнем случае испытания на базе 10 циклов проводили на машине МУИ-бООО по ГОСТ 9880-65. Гладкие образцы I типа и образцы с концентратором (надрезом) IV типа изготовляли с диаметром

сечения в рабочей части и в надрезе 7,5 мм. Радиус дна надреза (о) принимали 0,5 мм, кдк наиболее близкий среднестатический размер литейных дефектов.

Одновременно с трефовидными пробами для исследования литейных свойств (исследования жидкотекучести) заливали специальные спиральные пробы, в которых металл поступал через специальную чашу, исключающую влияние ферростатического напора струи. Температуру заливаемого металла выбирал1« из учета реальных условий разливки такой стали и длительности в зависимости от веса и конфигурации заливаемых деталей. При кажДой температуре (1530.1550,1570,) от варианта заливали по одной спиралевидной пробе.

Склонноеть стали к горячим трещинам определяли на комплексной пробе Мехендзи-Самарйна по количеству и размеру трещин на радиальном участке. Относительный объём усадочной раковины (0 определяли на отгливках 6 виде усеченного конуса, изготовлявшихся в сухих формах из быстросохнувщей смеси на жидком стекле, в которых после заливки их металлом при 1570® G объем усадочных раковин (Урак) определялся заполнением их керосином. Значения V определяли отношением-гт 100%. Величи . .-; .. . отл- :

ну доперлитной литейной усадки {ед.п. ) определяли На специальной пробе с фиксированием после заливки величины усадки Образцове из Стали опытных вариантов в интервале температур от конца затвердевания до превращения у- а. Относительную износостойкость (е) изучали на машине МИШ в условиях трения-скольжения при постоянной нагрузке на фрикционных парах, выбранных с учетом реальных условий эксплуатации. Опытные Образцы{рэликй)из Сравниваемых сталей термообрабатывал по приведенному режиму, контртеяа(колодки) изготавливали из закаленной стали 45Х. Нагрузку выбирали из условия идентичности характера износа контактирующей поверхности образцов изношенным поверхностям деталей в эксплуатации: нагрузка 125 кГс, время испытаний 30 мин; скорость 200 об/мин. Значения е опредеАРляли по формуле Е х р (Д Рэ - износ

, о

эталона известной стали, АРо-износ опытного образца предлагаемой стали). Одновременно с основными испытаниями на

фрикционный износ на машине Х4-Б изучали износостойкость в условиях абразивного износа, которую определяли по приведенной формуле. Металлографические исследования проводили на оптическом микроскопе Неофот. .

Характеристики литейно-технологических и эксплуатационных свойств предлагаемой и известной сталей приведен в табл. 2 иЗ.

Применение предлагаемой стали взамен известной обеспечивает гарантированное получение качественных отливок сложной конфигурации и позволяет увеличить их трещиноустойчивость. Благодаря повышенным прочностным свойствам и износостойкоети предлагаемой стали изготовленные из нее литые детали обладают высокой зксплуатационной надежностью при сравнительно небольшой себестоимости. Изготовление таких ответственных отливок грузовых вагонов, например корпус поглощаю1уцвго а ппарата автосце пного уст ройства, клин фрикционного гасителя колебаний, пятник из предлагаемой стали, позволяет увеличить их срок службы и га рантированно эксплуатировать грузовые вагоны повышенной грузоподъёмности.

Фор My л а из о б ре те ни я Литейная сталь; содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, медь, никель, титан, алюминий, кальций, магний, железо, о т л и чаю щ а я с я тем, что, с целью повышения литейно-технологических свойств, динамической прочности и относительной износостойкости в условиях абразивного и фрикционного износа, она догюлнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мае. %: Углерод0,,35

Кремний0,20-0;7а

Марганец , 1,1-1,6

Хром0,10-0,50

Ванадий0,02-0,09

Медь0,14-Ч),50

А))юминий0,02-0,08

Никель0,10-0,45

Кальций0,001-0,008

Титан0,,017

Магний0.0006-0,005

Азот0,006-0,025

ЖелезоОстальное

при условии, что отношение содержаний титана к содержанию азота составляет 0,52,0.

Химический состав сталей

Таблица 1

tjОШ 0,2t

8

0,30

Литейно-гвк1«9|К гичеЁкие свойства сталей

630

Иавест й 0,06 0,25 0,06

Таблица 2

1 ё«7йая

Характеристики динамической прочности и износостойкости сталей

Таблиц&З