Сталь Советский патент 1992 года по МПК C22C38/52 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу демпфирующей графитизированной стали, предназначенной для работы в условиях динамических, контактных нагрузок в качестве материала деталей машин и механизмов.

Известна графитизированная сталь состава, мас.%: углерод 1-2; кремний 1-2,5; марганец 0,3-0,8; хром 0,1-1; молибден 0,1- 0,3; алюминий 0,02-0,2; кальций 0,01-0,2: бор 0,005-0.01; азот 0,1-1; магний 0,001- 0.1; железо остальное.

Недостатком этой стали является невысокая демпфирующая способность (логарифмический декремент не более 0,3%) из-за чрезмерно большого содержания промежуточных фаз (карбидов, нитридов, бори- дов).

Известна графитизированная сталь состава, мас.%: углерод 0,5-1,2; никель 4.0- 20,0; алюминий 0,2-1.6: медь 0,2-3,8; кобальт 0,02-8,0; кремний 0,3-4,0; фосфор 0.01-0,25; сера 0,01-0,15; хром до 0,25; марганец до 0,5; железо остальное.

Карбидообразующие элементы (марганец, хром) находятся практически в количестве, позволяющем их считать как примесь, а азот и бор отсутствуют.

Недостатком известной стали является невысокая демпфирующая способность.

Целью изобретения является повышение демпфирующей способности стали.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая сталь содержит углерод, кремний, алюминий, медь, кобальт, никель, марганец, хром, серу, фосфор, железо и дополнительно кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%;

Углерод

Кремний

Алюминий

Медь

Кобальт

Никель

Марганец

Хром

Сера

Фосфор

0.9-1,7 0,8-2,55 0,1-1,88 0,1-1,6

0,001-8,2 0,05-3,6 0,1-0,48

0,001-0.22 0.01-0,05 0.01-0,05

ч|

XI

Кальций0.001-0,1

ЖелезоОстальное

Особенностью этой стали является то. что основные легирующие элементы при данных концентрациях (кремний, алюминий, медь, кобальт, никель, а также кальций} являются некарбидообразующими. Кроме того, в ее соста ве имеется бол ьшее количество углерода, меньшее количество у-ста- билизирующих элементов никеля и меди, а также дополнительная присадка кальция. Все эти факторы способствуют процессу графитизации и получению «-фазы с более благоприятной структурой для внутреннего трения, обусловленного магнитомеханиче- ским тистерезом. В графитизированных сталях высокое демпфирование можно получить за счет внутреннего трения магнитной природы.

Положительное влияние некарбидооб- разующих элементов на процесс графитизации и структуру о-фазы верно до их определенного содержания, Чрезмерное увеличение их содержания сопровождается появлением и усилением процессов упорядочения и дисперсионного твердения ог-фа- зы, что ведет к снижению демпфирующей способности стали. Наличие в предлагаемой стали марганца, хрома, серы, фосфора объясняется их постоянным присутствием в шихтовых материалах, а марганец является технологической добавкой. Указанное количественное и качественное соотношение компонентов в предлагаемой стали позво- ляет иметь более высокую демпфирующую способность по сравнению с прототипом.

Сталь выплавляют в индукционной открытой печи, затем подвергают ковке. Демпфирующую способность определяют методом затухающих крутильных колебаний по логарифмическому декременту 6 при различных напряжениях. Результаты испытаний приведены в

таблице.

Из таблицы видно, что демпфирующая способность выше у предлагаемой стали (составы 2-4). чем у известной (состав 6). Выход по содержанию компонентов за указанные пределы (составы 1 и 5) не дают преимущества по демпфирующей способности в сравнении с прототипом.

Более высокая демпфирующая способ- ность предлагаемой стали по сравнению с известной позволит снизить уровень вредных вибраций и шума динамически нагружаемых изделий и, улучшить их технико-экономические показатели. Ф о р м у л а и з о б ре т- е н и я

Сталь, содержащая углерод, кремний, алюминий, медь, кобальт, никель, марганец, хром, серу, фосфор, железо, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения де- мпфирующей способности, она дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод0,9-1,7

Кремний0,80-2,55

Алюминий0,1.0-1.88

Медь0,1-1,6

Кобальт0,001-8,2

Никель0,005-3.6

Марганец0,10-0,48

Хром0,001-0,22

Сера0,01-0,05

Фосфор0,01-0.05

Кальций0.001-0,10

ЖелезоОстальное

Изобретение относится к металлургии, в частности к графитизированной стали, предназначенной в качестве материала динамически нагружаемых деталей для снижения вибрации и шума. Цель изобретения - повышение демпфирующей способности. Сталь дополнительно со держит кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,9-1,7; кремний 0,8-2,55; алюминий 0,1-1.88; медь 0,1-1,7; кобальт 0,001-8.2: никель 0,05-3.6: марганец 0.1- 0,48; хром 0,001-0,22; сера 0.01-0,05; фосфор 0,01-0,05; кальций 0,001-0,1; железо остальное.