Сталь Советский патент 1982 года по МПК C22C38/16 

(5) СТАЛЬ

Изобретение относится к металлу гии и может быть использовано для производства проката черных металло в частности износостойких сортовых профилей и листов, применяемых в угольной и горнорудной промышленно ти в термообработанном и горячекат ном сбст ояниях для сварных констру ций. Известна сталь l, содержащая, весД: 0,26-0,55 Углерод О,7-1,А Марганец 0,2-0,6 Кремний 0,05-0,45 0,06-0,15 Ванадий 0,005-0,05 Магний 0,01-0,1 Алюминий 0,05-0,5 Остальное Железо Недостатками этой стали являются низкие прочностные свойства и износостойкость, а То-кже плохая сварива емость при ручной дуговой и автоматической сварке. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь 2, содержащая, вес.: Углерод й-0,2 Кремний0,1-1,0 Марганец 1,05-1,61 Фосфор 0,1 Медь0,2-0,6 Хром$1,0 Титан 0,027-0,5 Ниобий0,05-0,5 Железо Остальное . Недостатками этой стали являются ее низкие прочностные свойства, износостойкость и прокаливаемость посль термической обработки (закалки и низкого отпуска либо одной закалки). Это обусловлено тем, что элементы в указанных пределах незначительно повышают устойчивость аустенита и прочностные свойства после термообработ390

ки будут невысокими. Особенно низкие прочностные свойства сталь будет иметь при содержании легирующих элементов на нижнем пределе. Наличие в стали указанного количества ниобия значительно удорожает сталь. Кроме того, при нагреве изделий под закалку ниобий и титан, связывая углерод, снижают прокаливаемость стали, что приводит к уменьшению прочностных свойств стали и даже к образованию в процессе закалки некоторого количества структурно-свободного феррита. Нёгличие же последнего даже в незначительных количествах приводит к су{яественному снижению износостойкости Наличие хрома, марганца и кремния а указанных пределах приводит к росту углеродного эквивалента и ухудшению свариваемости профилей сложной |)ормы. Цель изобретения - повышение прочности и износостойкости стали.

Содержание элементов, вес.

Сталь

.lILI riI-€T.irJ-E Li.:.IL-J-5i.I

0,16 0,510,760,130,0010,01

Q,2k . 0,611,170,280,0030,03

0,29 0,771,90,,0050,0i

0,23 0,581,200,33O.OOU0,01

0,23 0,591.200,330,,05

Сталь выплавляют в индукционной печи емкостью 200 кг.

В качестве шихты используют спокойную сталь с содержанием углерода 0,27-0,3 и фосфора до 0,025%. После доведения стали до требуемого состава по содержанию углерода, марганца.

кремния и меди ее раскисляют в печи алюминием в количестве 0,2-0,9 кг/т стали, титаном в виде 33 ферротита33.14

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, медь, титан и железо, дополнительно содержит бор S и алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.:

0.15-0,30 0,5-0,80 0.7-1,5

0,02-0,10 О,1-0,А

0,91-0,05 0,001-0,005

0,01-0,05

Остальное

Содержание серы не должно превышать Q,QkS%. В стали допускается содержание мышьяка .до 0,15 вес..

Химический состав исследованных сталей представлен в табл. 1.

Т а б л и ц а 1

Nb

0,015 0,0250,021 0,05

0,025 ,02i 0,05

0,05 0,0750,020 0,05

0,02 0,,027 0,0

0,03 0,050,026 0,06

на в количестве 0,5-1,7 кг/т стали и затем вводят бор в виде 7% ферробора в количестве 0,2-0,6 кг/т стали, фосфор присаживают в полностью раскисленный металл после присадки алюминия в виде 16,5% феррофосфора в количестве до кг/т стали.

После полного раскисления сталь выпускают и разливают в слитки весом 50 кг. Металл в слитках утепляют СО-шамотной смесью. Слитки нагревают в газовой печи до 1200-1230 С и прокатывают полосы толщиной 20 мм. Температура конца про катки составляет 900-950 0. Полосы режут на заготовки, которые подвергают закалке в воде от и отпуску при 200 С D течение 1 ч. Из этих заготовок изготовляют и испытывают образцы на разрыв, ударную вязкость и износ в угольной среде. Испытания на износ проводят в парах трения роликколодка. Колодку изготовляют из пред лагаемой и известной сталей, ролик из закаленной и отпущенной стали

Из предлагаемой стали изготовляют профили боковины рештака. Профили рубят на заготовки, которые после термической обработки направляют «а ; изготовление рештаков угольных скребковых конвейеров. Процесс сварки проводят по обычной технологии. Как по-/ казывают результаты опробования, предлагаемая сталь технологична при выплавке и прокатке, термообработке и сварке, имеет после термообработки высокий комплекс механических свойств; сочетающий о себе высокие 9 кок

прочностные характеристики (Gjg 152-170 КГС/MM G: - 122-1 5 кгс/мм при достаточно высоком относительном удлинении и ударной вязкости (d

10-13%,н,5 кг. см/см).

Ожидаемый экономический эОфект от использования стали только для изготовления профиля боковины рештака и. днищ рештаков составляет 30 руб. на 1 т проката. Экономический эффект получают за счет эконо 1и металла в народном хозяйстве при повышении износостойкости по крайней мере на 25, ЗОХГСН2Л. Из этой же стали изготавлирают соединительное звено цепи, кото- рое находится в контакте с боковиной рештака угольного скребкового конвейера. 1 вердость роликов составляет kJ-kS HRC. Скорость скольжения равна 1 м/с, давление 7 кгс/см. Предлагаемая сталь после тер лической обработки имеет износостойкость, превышукядую износостойкость известной стали в 1,, раза, более высокие прочностные свойства и ударную вязкость. В табл. 2 приведены механические свойства предлагаемой и известной сталей. Таблица 2 79013 и за счет снижения затрат на доставку, монтаж и ремонт угольных скребковы) конвейеров о шахтах. Формула изобретения Сталь, содержащая углерОд, кремний, марганец, фосфор, медь, титан и железо, отличающаясяО тем, что, с целью повышения прочности и износостойкости, она дополнительно содержит бор и алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.%:1$ Углерод0,15-0,30 Кремний0,5-0,80 Марганец0,7-1,5 Фосфор0,02-0,10 Медь0,1-0,it Титан0,01-0,05 Бор0,001-0,005 Алюминий0,01-0,05 ЖелезоОстальное Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 83193, кл. С 22 С 38/38. 2.Патент США № 3271138, 75-125, 1966.