Сталь Советский патент 1982 года по МПК C22C38/58 

(54) СТАЛЬ

1

: Изобретение относится к металлургии стЮНГ н литейному производству, в частности к изысканию литейных марганцовистых сталей для отливок, подвергающихся при эксплуатации одновременному воздействию износа и высоких давлений или ударных нагрузок.

Известна марганцовистая износостойкая сталь 1, содержащая в вес.%:

Углерод0,9-1,5

Кремний0,2-0,6

Марганец9-15

.Хром0,2-1

Молибден0,01-0,3

Ванадий0,05-0,5

Алюминий0,01-0,2

ЖелезоОстальное

Недостатками да1шой стали являются низкие механические характеристики, особенно ударная вязкость.

Наиболее близкой к предлагаемой является сталь марки 120113Х25Л (2), содержащая, вес.%

Углерод1,0-1,40

Кремний0.30-1,0

Марганец

11,50-14,50 Хром

1,5-2,5 Никель Не более 1,0 Ниобий

0,08-0,10 Не более 0,30

Медь Остальное Железо

Механические свойства этой стали после закалки в воде от 1050-1100° С находятся на уровне:

Предел прочности,

кг/мм

75

Предел текучести,

кг/мм

48

Относительное

удлинение, %

20

Относительное

30

сужение, %

Ударная вязкость,

кгм/см

25

Недостатками известной стали являются относительно низкие износостойкость и весь комплекс литейных и механических свойств.

Цель изобретения - повышение износостой кости механических и литейных свойств стали. Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марга нец, хром, никель, ниобий, медь и железо, дополнительно содержит титан, алюминий, кальций и редкоземельные металлы при сл ющем соотношении компонентов, вес.%: 1,0-1,40 Углерод 0,50-1,0 Кремний 11,50-14,50 Марганец 0,5-1,0 Шобнй 0,08-0,10 0,1-0,3 0,01-0,08 0,01-6,05 Алюминий 0,005-0,05 Кальций Редкозмельные 0,01-0,08 металлы Остальное Дополнительное введение в состав предл гаемой стали титана связано с его высокой раскислительной способностью, а также с его близким химическим сродством к азот Связывая азот в тугоплавкие нитриды, титан не только устраняет его вредное вли ние, но и обеспечивает измельчение аустени ной структуры стали. Введение алюминия объясняется благопри ным влиянием, прежде всего, на литейные свойства стали (жидкотекучесть), а также способностью, подобно ванадию, связывать азот в нитриды. Послещше являются регу ляторами роста аустенического зерна, что обеспешвает повьпление трещиноустойчивост отливок, пластичности и ударной вязкости стали. Дополнительное введе1гое в состав стали кальция и редкоземельных металлов объясн 4 ется их исключительно благоприятным влия нием на структуру и свойства стали. При зтом кальций и РЗМ обеспечивают модифицирующий, микролегирующий дегазирующий и рафинирующий зффект. Как модификаторы 2-го рода (поверхностно-активные) эти злементы измельчают структуру стали, что сопровождается очищением границ зерен от вредных примесей. Одновременно снижается содержание в стали кислорода и, почти в два раза, серы. Снижается также общее содержа1гае неметаллических включений, а оставшиеся ,приобретают глобулярную почти круглую форму, и равномерным фоном перераспределяются в металле. Весьма важным является в этом случае измельчение карбидов и более равномерное распределение их в стали. Химический состав выплавленных сталей приведен в табл. 1. Результаты испытаний литейных свойств опытных сталей приведены в табл. 2. Как видно из приведенных результатов табл. 2, предлагаемая сталь составов № 2-6 превосходит известную сталь по всему комплексу литейных свойств. Так, жидкотекучесть превышает на 20-30%, свободная линейная усадка снижается с 2,70 до 2,64%, а трещиноустойчивость отливок повышается на 10-14%. Результаты механических испытаний и на абразивную износостойкость представлены в табл. 3. Из данных табл. 3 следует, что предлагаемая сталь составов № 2-6 имеет заметно повышенные износостойкость и механические характеристики. Таблиц Г

Таблица 2