Сталь Советский патент 1993 года по МПК C22C38/54 

Изобретение относится к области черной металлургии и машиностроения, в частности к материалам для изготовления наконечников рыхлителей бульдозеров, работающих в условиях ударно-абразивного износа.

Цель изобретения - повышение коэффициента запаса вязкости стали.

Поставленная цель достигается тем, что известная сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, молибден, титан, барий, редкоземельные металлы, железо, согласно изобретению дополнительно содержит бор, кальций и магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод0,24-0,30 Марганец 0,8-1,2 Кремний 0,4-0.8 Хром 0,6-1,2

Никель

Молибден

Титан

Барий

РЗМ

Бор

Кальций

Магний

Железо

0,8-1,1

0.1-0,3

0,02-0,04

0,0005-0.005

0,0005-0,005

0,0005-0.003

0,001-0,008

0,001-0,005

остальное.

Введение в сталь бора способствует образованию мелкодисперсных нитридов бора, которые в процессе нагрева под закалку сдерживает рост аустенитного зерна (барьерный эффект), что в целом приводит к повышению коэффициента запаса вязкости.

Магний и кальций повышают способность материала к сопротивлению микросколу за счет глобуляризации и уменьшения общего количества неметаллических включений, а также уменьшения общего количе00

со со

-N 4

со

ства растворенного в металле газа, в первую очередь, кислорода и водорода. Кроме того, кальций подавляет межкристзллитную адсорбцию карбидообразующих элементов, не создавая охрупчивания стали.

Превышение концентрации бора выше 0,003% может привести к появлению легкоплавкой боридной эвтектики по границам зерен и, следовательно, снижению коэффициента запаса вязкости.

Увеличение содержания кальция и магния выше верхних пределов ведет к ухудшению всего комплекса свойство стали за счет загрязненности структуры неметаллическими включениями. При концентрации бора, кальция и магния менее нижних пределов их влияние на коэффициент запаса вязкости незначимо.

П р и м е р. В условиях опытного производства в 200-кг индукционной печи с ос- новной футеровкой были выплавлены известная и предлагаемая стали. В табл. 1 приведен их химический состав. Сталь в ковше обрабатывали модификатором СК10А40Мг5 СТУ 139-127-89), содержащим 10-15% кальция, 1,5-2,5% магния, 1,0-1,5% .бора. Модификатор вводили из расчета 530 г на 1 т стали. Для исследования заливали трефовидные пробы по ГОСТ 977-75, которые после разрезки на бруски подвергали нормализации 920°С (2 ч), закалке от 900°С (2 ч) в воду, отпуску при 220°С (2 ч).

Результаты испытаний представлены в табл. 2. Из таблицы видно, что наибольшим коэффициентом запаса вязкости обладают стали 10,6,7. Это обусловлено оптимальным содержанием бора и магния. Стали 4 и 5 составов также имеют довольно высокое

0

значение коэфФ . .сгнта запаса вязкости. Пониженное содержание этих элементов приводит к уменьшению коэффициента запаса вязкости до 1,13-1,16 (№3 и №9) за счет снижения сопротивлению микросколу. Повышенное же содержание бора, кальция и магния в сталях 2 и 8 составов снижает коэффициент запаса вязкости до 1,15-1,20 в результате загрязнения стали неметаллическими включениями.

Благодаря наличию в стали оптимальных количеств бора, кальция и-магния возрастает коэффициент запаса вязкости, что приводит к повышению срока службы наконечников рыхлителей при работе на скальных и мерзлых грунтах в 1,5-2 раза. Формула изобретения Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, молибден, титан, барий, редкоземельные металлы и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента запаса вязкости, она дополнительно содержит бор. кальций и магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод

Марганец

Кремний

Хром

Никель

Молибден

Титан

Барий

РЗМ

Бор

Кальций

Магний

Железо

0,24-0,30

0,8-1,2

0,4-0,8

0.6-1,2

0,8-1,1

0,1-0,3

0,02-0,04

0,0005-0,005

0,0005-0,005

0,0005-0,003

0,001-0,008

0,001-0,005

Остальное

Изобретение относится к металлургии, а именно к сталям, предназначенным для изготовления конструкций, работающих при низких температурах, например наконечников рыхлителей бульдозеров, работающих как на мерзлых, так и на скальных грунтах. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,24-0,30, марганец 0,8-1,2, кремний 0,4-0,8. хром 0,6-1,2, никель 0,8-1.1, молибден 0,1- 0,3, титан 0,02-0,04, барий 0,0005-0.005, РЗМ 0,0005-0,005, бор 0,0005-0,003, кальций 0.001-0,008, магний 0,001-0,005, железо - остальное, Дополнительное введение в сталь бора, кальция и магния позволяет повысить коэффициент запаса вязкости. 2 табл. Ё

Содержание элементов, маоД

Сл ( у,- Uo j Сь | Т; ; Ва РЗМ В.

Ц

Ц

J lJLjjOjOIJ4.i.iL j

сталь ...... ...,..... ............. . -. .

(прототип) -0,26 1,2 0,6 1,0 0,9 0,2 0,4 0,01 0,03 0,01 -ост.

Таблица -I

ь | Т; ; Ва РЗМ В.

Ц

Са ; Fe

J J lJLjjOjOIJ4.i.iL j J§

i; 2 . | з j 4 JjL jjLjL-L -i- -J±

Все элементы на ВП 0,30 1,2 0,8 1,2 1,1 0,3 Все элементы на НП 0,24 0,8 0,4 0,6 0,8 0,1 Кальций, нагний, бор на ВП 0,27 1,0 0,6 0,9 0,9 0,2 Кальций, магний, бор на НП 0,26 1,1 0,7 1,0 1,0 0,2 Кальций, магний, бор выпе ВП 0,27 1,0 0,5 0,9 1,0 0,1 Кальций, магний, бор ниже НП . 0,25 0,9 0,6 1,0 0,9 0, Опти-маль-. кый состав 0,27 1,0 0,6 0,9 0,9 0,2

Коэффициент запаса вязкости исследуемых сталей

Таблица I /продолжение/

IЮ ; и 1 12 13 ; 14 15 16

0,04 0,000 0,005 0,003 0,005 0,008 ост.

0,02 0,0005 0,0005 О.ОООо 0,001 0,001 ост.

0,03 0;001 0,001 0,003 0,006 0,008 ост.

0,03 0,001 0,001 0,0005 0.001 0,001 ост.

0,03 0,001 0,001 0,005 0,008 0,010 ост.

0,03 0,001 0,001 0,0002 0,0005 0,0005 ост.

0,03 0,001 0,001 0,001 0,002 0,005 ост.

Таблица 2