Сталь Советский патент 1992 года по МПК C22C38/28 

Изобретение относится к чертой металлургии, в частности к сплавам на основе железа, используемым для работы в условиях граничного трения в качестве деталей подшипников скольжения, эксплуатируемых в сероводородсодержащих водных средах.

Цель изобретения - увеличение износостойкости при трении скольжения в водной среде, содержащей сероводород.

Содержание 13-19% хрома в стали отвечает закону п/8 Моля Таммана, что обеспечивает повышенную коррозионную стойкость стали в водной среде.

Введение меди в количестве 8-15%, т.е. свыше предела растворимости ее в а и у-фа- эах. необходимо для получения структуры литого композита, т е стальной металлической матрицы, и выделений двух резко отличающихся по свойствам структурных составляющих: твердых высокохромистых карбидов и мягкой высокомедистой фазы. Наличие последней в структуре обеспечивает повышение износостойкости при трении скольжения за счет частичного оплавления частичек меди в процессе контактирования поверхностей сопряженных пар. благодаря чему поверхностный слой трения обладает минимальным сопротивлением сдвигу и, следовательно, повышенным сопротивлением разрушению.

Наличие меди обеспечивает в сероводо- родсодержащей среде образование на поверхности стали пленки сульфида железа, обогащенного атомами меди (МеСи$2). которая обладает более высокой пластичностью и прочностью сцепления с основным металлом по сравнению с сульфидом железа (Ме$2). Наличие такой пленки препятствует проникновению водорода в глубинные слои металла, что способствует уменьшению водородного охрупчивания и сульфидного растрескивания.

Введение меди менее 8% не обеспечивает получения в структуре стали выделений частичек меди, а легирование стали свыше

ел С

2

чО

к о ю

15% меди приводит к осевой ликвации, когда медь выделяется в центральной части сечения отливки, что приводит к ухудшению физико-механических свойств стали.

Введение титана в количестве 0.2-1.0% является необходимой технологической добавкой, способствующей равномерному распределению меди.

Легирование титаном менее 0,2% не приводит к эффекту равномерного распределения меди, а введение титана более 1,0% приводит к коагуляции карбидов и кар- бонитридов и. соответственно, к неравномерному распределению частичек меди, что отрицательно сказывается на износостойкости стали. В качестве примеси в стали пристуствуют: марганец - до 0,6%. кремний - до 0.6%. сера - до 0.02%. фосфор - до 0.02%.

Сталь выплавляли в индукционной печи типе ИСТ-0.06. В качестве шихтовых материалов использовали однородный стальной лом с известным химическим составом и тестированные ферросплавы, Заливку про- изводили в сухие песчаные формы

Все опытные стали и прототип по;и ср- гались испытанию на износостойкость при трении скольжения в водной среде, содержащей до 400 мг/я сероводорода. . Время испытания составило 2 ч. Скорость скольжения 7 м/с, удельное давление 1 МПа. Химический состав сталей и результаты испытаний приведены в таблице

Полученные результаты свидетельствуют о том, что предлагаемая сталь обладает в 2.7 раза большей износостойкостью при трении скольжения в среде, содержащей сероводород, по сравнению с прототипом. Формула изобретения Сталь, содержащая углерод, хром, железо, отличающаяся тем, что, с целью увеличения износостойкости при трении скольжения в среде, содержащей сероводород, она дополнительно содержит медь и титан при следующем соотношении компонентов, %:

Углерод0,7-1,3

Хром13-19

Медь8-15

Титан0,2-1,0

ЖелезоОстальное

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к сплавам на основе железа, используемым для деталей, подвергающихся изнашиванию при трении скопь- жения в сероводородных средах. Сталь содержит, %: углерод 0.7-1,3, хром 13-19; медь 8-15: титан 0.2-1,0: железо - остальное. Износостойкость предлагаемой стали в литом состоянии при трении скольжения в водной среде, содержащей до 400 мг/л сероводорода, в 2,7 раза выше, чем у известной стали. 1 табл.