ЛИОТСКА ( Советский патент 1972 года по МПК C22C38/48 

Изобретение касается изыскания стале| 1 для цементации и .может быть иснользовано для изготогзления детале , длнтельно работающих на контактный износ нрн температуре до .

Известна тенлопрочная цементуемая сталь для шестерен ВКС-4, содержащая углерод, железо, кремний, марганец, .хром, никель, ванадий, вольфрам и молибден.

Однако известная сталь имеет склонность к чрезмерному насыщению углеродом при цемеитации, например требуемая твердость (58 HRC) достигается нри концептрацни углерода 1,6-2,0%, в то время как иредел выносливости ири изгибе нонижается с увеличепнем ко1щентрации углерода более 0,8%, а контактная выносливость снижается нри концентрации углерода более i;i -1,2%. В структуре цемеитованного слоя содержится большое количество карбидов на стыке зерен, что у.худшает механические свойства це.мептованного слоя.

Механнческие свойства сердцевииы стали ВКС-4 иедостаточио высоки для сонротивлония деформации нри больших контактных нагрузках, что нриводит к нреждевременпо.му разрушенню детали.

температуре ( 1000°С), так как в процессе длительной выдержки при темиературе цементации наблюдается сильный рост зерна.

Целью нзобретения является разработка состава стали спецнально для цементации, обладающей новышенной прочностью сердцевины, не склонной к росту зерна в нроцессе длительной выдержкн нрн цементации, не склониой к чрезмерпо.му насышенню углеродом нри цементации, обесиечивающей иолучение тонкой структуры слоя с равно.мерным распределением дисперсной карбпдной фазы, допускающей 1П1тепснфикацию процесса цементации путем повышения темнературы нроцесса, обеснечивающую длнтельную работу в условиях больн1пх контактных нагрузок прн напболее высокой рабочей температуре порядка .

Для этого в сталь донолннтельпо введены ниобий п цернй прн следующе.м соотпошенни компонентов, % ;

Углерод0,14-0,19

KpeмIiнй0,6-0,8

Марганец0,4-0,6

Хром2,6-3,0

Никель1,0-1,5

Вольфрам1,0-1,4 Церий0,01-0,05 Серадо 0,03 Фосфордо 0,03 Железоостальное Легирование ниобием, образующим дисперсные соединения, препятствующие росту зерна в течение длительной выдержки при высокой температуре цементации, приводит к повышению прочностиых характеристик сердцевины, а также допускает повышение температуры цементации до 1000°С, что позволяет сократить выдержку в три раза. Дополнительное введение церия повышает ударную вязкость сердцевины, способствует очистке границ зерен и предохраняет их от окисления при химико-термической обработке, препятствует образованию карбидной сетки, снижающей контактную прочность. Благодаря рациональному легированию нредлагаемая сталь не склонна к пересыщению углеродом. Требуемая промышленная твердость (58 HRC) достигается при концентрации углерода 0,8%. Предлагаемая сталь имеет предел прочности 130 /сг/.ил, предел текучестн 120 , удлинение 14%, сужение 50%, ударную вязкость 8 /сгл/ус.и, диаметр отпечатка 3,1 - 3,4 мм. Высокая твердость цементованного слоя более 58 HRC сохраняется до темнературы 350°С. Химико-термическую обработку стали нроводят в следующей последовательности: цементация газовая пиробензолом при температуре 930-1000°С, выдержки в зависимости от глубины слоя; нормализация 900±10°С, охлаждение на воздухе; высокий отпуск 650°С, охлаждение на воздухе; закалка с 900°С в масле; обработка холодом - 70°С, выдержка 2 час; отпуск 300-|-50°С. Предмет изобретения Теплопрочвая цементуемая сталь, содержащая углерод, кремний,. марганец, хром, никель, вольфрам, ванадий, молибдеи и железо, отличающаяся тем, что, с целью новышеии;; контактной выносливости цементованной новерхности и механических свойств сердцевины, обеспечения интенсификации процесса цемептации деталей, длительно работающих на контактный износ нри темнературс до 50°С, в нее введены ниобий и церий при слеующем содержапии компопептов, %: У1лерод 0,14-0,19 Кремни ii 0,6-0,8 Марганец 0,4-0,6 2,6-3,0 Никель 1,0-1,5 Вольфрам 1,0-1,4 Ванадий 0,35-0,55 Молибдеи 0,4-0,6 Ниобий 0,1-0,2 0,01-0,05 до 0,03 Фосфор до 0,03 Железо остальпое