Литейная сталь Советский патент 1983 года по МПК C22C38/54 

(54) ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ

1

Изобретение относится к металлургий и литейному производству, в частности к изысканию литейных сталей для отли-вок деталей замснарядов, грейферов, черпалоки других видов о& рудования.

Известна сталь fl J, содеражащая, вес. %:

Углерод

О,25-О,35 0,40-0,90

Марганец

о,ао-о,42

Кремний

0,50-0,80

Хром

Ванадий 0,04-0,15 О,051-О,08

Капыгай 0,005-0,0,5

Титан 0,05-0,45

Никель 0,02-0,06

Алюминий

0,05-0,40

Медь Остальное

Железо Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности н достигаемому результату является сталь 2 J, содержащая, вес.%:

УглеродО,12-О,25

Марганец0,40-1,60

Кремний

О,2О-0,80 0,05-0,80 :

Хром 0,04-О,2

Ванадий 0,005-0.015

Кальций О,О1-0,05

Титан 0,15-0,50

Никель О,02-0,0б

Ниобий О,О15-0,08

Алюминий 0,01-О,5О

Медь 0,02-0,10

Церий Остальное

Железо

Недостатками известной стали являкггся относительно низкие коррозионная СТОЙКОСТЬ в морской воде, износостойкость и ударная вязкость при ниэкюе температурах испытаний, вследствие чего эффективность ее применения для ОТЛИВОК, подвергаюшихся при эксплуатации одновременному воздействию а&разивного износа в морской воде и выссь ким .динамическим нагрузкам при низшее температурах.

Целью изобретения является повышение коррозионной СТОЙКОСТИ в морской 36 воде, износостойкости, ударной вязкост при низких температурах и как следствие повышение срока службы изготовленньЕх из нее отливок. Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, ванадий, кальций, титан, никель, ниобий, алюминий, медь, редкоземельные металлы (РЗМ) и. железо, дополнительно содержит игтрий и бор при следующем соотношении комп нентов, вес.%: 0,26-0,45 Углерод О,4О-0,90 Марганец Кремний 0,20-0,40 0,50-0,80 Ванадий 0,04-0,12 Кальций 0,005-0,05 0,01-0.05 0,05-0, 5 Ниобий 0,01-0,12 О,01-О,05 Алюминий Р,05-О,40 О,О05-О,О8 0,005-0,05 Иттрий О,О05-О,О1: Железо Остальное Химические составы сталей приведен в табл. 1. Все вьтлавленные стал1 подвергают исследованиям на литейные и механичес кие свойства, износостойкость и коррозионную стойкость в морской воде. Одновременно, из каждого состава изготав ливают пaJзтию отливок черпаков. Для исследотний заливают опытные пробы, изготовленные в землю (трефы) Литейные свойства определяют с помощью пробы Нехендзи-Самарина. Предлагаемая сталь имеет жидкоггекучесть 560-570 мм, свободную линейную усад ку 2,30-2,29%, а известная сталь соответственно 540 мм и 2,32%. Механические испытания проводят ра стандартных офазцах на разрыв и удар ную вязкость. При этом образцы на уда ную вязкость испьггьюаюг при отрицател ной (-60°С) температуре. Термическая обработка офазцов для механичес1шх ис таний состоит из нормализации при 920°С.: Коррозионную стойкость оценивают на образцах в морской воде и опреде,Ляют скорость Коррозии (в г/м). В связи с тем, что предлагаемая лтгейная сталь предназначена для отливок деталей земснарядов и землечерпа7лок проводят испытания на гидроабразивный износ. Механические свойства и срок службы отливок из сталей приведены в табл. 2. .Полученные результаты механических испытаний свидетельствуют о том, что предлагаемая сталь превосходит известную по всему комплексу механических свойств. Так, предел прочности повышается с 84 до 95-1О2 кг/мм, предел текучести - с 56 до 74-77 кг/мм Я относительное удлинение - с 20,2 до 23,1-26,5 %, относительное сужение с 36,8 до 42,7-46,5% и ударная вязкость с 9,2 до 9,8 - 11,2 кгм/см2 . при - 6О С. Следовательно, прочность повьшается на 20% и ударная вязкость на 22%. Коррозионная стойкость и износостой кость сталей приведены в табл. 3. Как видно из табл. 3, величина износа предлагаемой стали заметно ниже известной стали. В частности износ снижается с 154 до 126-1О8 мг, чго составляет повьпиение износостойкости на 20-30%. Одновременно скорость корров морской воде предлагаемой стали зии снижается с 1,38 до 1.34 г/м . Более высокий уровень литейных и механических свойств и особенно повышенные коррозионная стойкость и износостойкость предлагаемой стали обеспечивают изготовленным ио нее литым черпаком более высокий срок службы. Например, партия литых черпаков, изготовленных из предлагаемой стали, установленная на черпаках выходит из строя после 12-14 мес, испытаний. Срок службы литых . черпаков, от-7ШТБ1Х из известной стали в аналогичных условиях работы составляет не более 10 мес. Технология вьшлавки предлагаемой стали не отличается существенно от известной и других углеродистых сталей. Некоторое отличие заключается в том, что вьшлавленную согласно действующей технологической инструкции сталь модифицируют при вьшуске плавильного агрегата комплексной бескремнистой лигатурой, содержащей в своем составе калыгай, РЗМ, иттрий, алюмикгий, титан, ниобий, бор и никель, что не требует дополнительных и технических решений. Экономический эффект составит около 18,5 тыс. руб. в гчщ зн счет ппвьг5 9906676

шенвя срока службы отливок зекшерой-сти на 5О%, коррозионной стойкости в

нота оборудования и машин на 2О-4О%,морской воде, прочности на 20% и ударсвязанное с увеличением износостойко-ной вязкости на 22%.

1,38 1,36 1,35 1,36 1.34 1,38

154, . 126 120 118 112 Ф. ормула изобретения Литейная сталь, содержащая углерод марганец, , хром, ванадий, каль ций, титан, никель, ниобий, алюминий, медь, редкоземельные металлы и железо, отличающаяся тем, что с целью повышения коррозионной стойкости в морской воде, изностойкости, ударной вязкости при низких температурах, она дополнительно содержит иттрий и бор при следующем соотношении компонентов: вес.%:

&ЭС)6в7

lO Табпица2

ТаблицаЗ

108 0,26-0,45 Углерод 0,40-О,9О Маргенец 0,20-0,40 Кремний 0,60-0,80 Хром О,04-О,12 Ванадий 0,005-0,05 Кальций 0,01-0,05 Титан 0,05-0,5 Никель О,О1-0,12 Ниобий 0,01-0,05 Алюминий 0,05-0,40 Медь Редкоземель0.005-0,08 ные металлы

1199086712

ИттрийО,ОО5-0,051. Авторское свидетельство СССР

Бор0,О05-О,О1 № 52226О, кп, С 22 С 38/ОО, 1976.

ЖелезоОстальноеИсточники информации,2. Авторское свидетельство СССР

принятые во внимание при экспертизе5 ,№ 761599, кл. С 22 С 38/5О, 198О.