Сталь Советский патент 1982 года по МПК C22C38/38 

(54) СТАЛЬ

Изобретение относится к области черной металлургии и может быгь использовано в горнодобывающей промышленности, строительном и дорожном машиностроении на железнодорожном транспорте и в других отраслях промышленности для изготовления быстроизнашивающихся деталей дробильно-размольного оборудования, зубьев ковшей экскаваторов и , крестовин рельсов, звеньев гусеничных машин и других деталей, работающих в условиях контактно-ударного нагружения, абразивного воздействия и трения. Известна сталь ПОПЗЛ, широко применяемая в настоящее время для данного типа литых деталей L1-1Однако в ряде случаев она не удовлетворяет современным требованиям ввиду ее недостаточной износостойкости и относительно невысокой упрочняемости при не больших (до 20%) степенях объемной холодной пластической деформации. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой 2 J. является сталь, содержащая, X вес.%: Углерод0,7-1,0 Марганец5-9 Хром2-5 ВанадийО,2-О,7 Кремний;0,1-1,0 Примеси: сераО,О2-0,05 фосфорО,О5-0,1О железоОстальное Основным недостатком известной стали является относительно невысокая пластичность и ударная вязкость при комнатной температуре и в особенности при отрицательных температурах. В условиях эксплуатации это часто способствует хрупкому разрушению литых деталей. Цель изобретения - повышение ударь ной вязкости стали. Указанная цель достигается тем, что сталь содфжащая углерод, марганец, хром, кремний, ванадий, железо,дополнительно содержит молибден, ааог, медь при еле дующем соогношешш компонентов, вес. 0,6-0,8 Углерод 6,0-8,0 Марганец 2,0-4,0 Хром 0,1-0,15 Ванадий 0,3-1,0 Кремний О,2-0,6 Молибден О,01.-.0,06 АЗОТ 0,2-0,5 Медь Примесил 0,02-0,05 сера 0,02-0,05 фосфор Остальное железо Введение в сталь дополнительно молибдена способе гвует повышению ударной вязкости стали при сохранении или повьяиенииее износос гойкоети. Легирование стали молибденом также препятствует выделению карбидов по гр ницам зерюн при замедленном охлаждени с ВЫСОКИХ температур, что важно для повышения качества терялообработки мас сивных деталей. Введение дополнительно азота способ ствует росту деформационного упрочнени и износостойкости аустенита при абразивном воздействии. Медь вводили в сталь в качестве добавки, способствующей повышению износостойкосги стали при трении, а также увеяичиваюийёй ста бильность аустенита по отношению к мартенситному Г с превращению при охлаждении в область отрицательных те ператур. Выплавлена серия сплавов, содержащих щэиблизительно одинаковое количест во марганца, хрома, углерода и кремния в которые последовательно введены раз личные по величине добавки молибдена, ,взота и меди. Химический состав {вес.% сталей представлен в табл. 1. Среди вы плавленных сплавов была сталь (1, табл.1), химический состав которой соответствовал химическому составу известно С ли ПСИ вееом 3-12 кг вьшлавляли ь индукционной электропечи на воздухе. Содержание примесей - серы и фосфора во всех плавках не превышало 0,О5%. Слитки подвергались термообработке по следующему режиму: нагрев до ЮОО С, вьщержка 6 ч, охлаждение с печью до 55О-60О С, выдержка Ю ч, охлаждение на воздухе до комнатной температуры. Из слигков вьфезали абразивным кругом за1-ютовки для образцов размером 12x12x60 мм и 2Ох7Ох7 мм. Заготовки закаливали с 1150 С а воду, после чего из них изготавливались образцы для механических испытаний и испытаний на износостойкость при афазнвном воздействии и трении. Структура всех сталей после указанной термообработки была чисто аустенитной. Размер зфна ау- стенита был не ниже 2-4 баллов. Твердость сталей по Бринеллю составляла HB 17O-190 кгс/мм. Результаты механических испытаний и испытаний на абразивную износостойкость предлагаемых аустетитных метастабильных сталей и известных представлены в табл. 2. Результаты испытаний сталей на износостойкость при сухом трении скольжения в паре со сталью 4Ох (50 HRC) приведены в габл. 3. Из табл. 2 и 3 видно, что предлагаемые составы сталей 2,3,4,5 обладают большей пластичностью и вязкостью, чем известный: состав стали при таком же или несколько более высоком уровне износостойкости в условиях трения и абразивного воздействия. Повышенная износостойкость предлагаемых метасгаби- льных аустенитных сталей обусловлена их интенсивным упрочнением в процессе нагружения за счет наклепа аустенита, а также за счет образования в них некоторого (10-159о) количества oi,мартенсита деформации. Таблица 1 Приведенный весовой износ Сталь

15,0 9.5

I 5 Формула изобретения Сталь, содержащая углерод, марганец хром, ванадий, кремний, железо, о г -. пинающаяся тем, что, с целью повышения ударной вязкости, она дополнительно содержит молибден, азот и мед при следующем соотношении компоненто вес.%: Углерод0,6-О,8 Марганец6,0-8,0 Хром2.0-4.0 Ванадий0,10-0,15 Кремний0,3-1,0

Таблица 2 скольжения,

50,0

40,4 « 30,0 45.0 сталей (мг/км) при скоростях м/с / Молибден 0,2-0.6 0.01-0,06 0..5 npiiKiecn: 0,02-0,05 сера 0.02-0,05 фосфор Остальное железо Источники информашш, инятые во внимание- при экспертизе 1,Богачев И. Н, и др. Структура и йства железомаргакцевых сплйвов J.j. еталлургия, 1973, с. 296, 2.Авторское свидетельство СССР 441346, кл. С 22 С 38/38, 1974.