Сталь

(19) 01).,С 38/06 РЕТЕНИ ОПИ 1 ЬАКЬ)с,У ТАЛЬ, со алюминий 5м углерод,о, о тто, с цесвойстверкит комношении,ержаща и келтем, ически она со ем соо э ч ранов, лью повышения мехи износостойкости поненты при следу ас и 0,7-0,98,0-11,01,0-2,0Остальное о ССС78,еская обрс е СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ссснсвв свидсссл 211 3389605/22-02,:22 29. 01. 8246) 30.01.84. Бюл. 9 472 И. Ф. Ткаченко, А. А, БаБ. А. Губа, Н. И. Семенченкои П. А. Зелепукин71 1 Донецкий ордена Трудовогного Знамени политехнический итут531 669.14.018.256-194088,856) 1. Авторское свидетельстХимический состав выплавленных предлагаемых и известнвй сталей приведен в табл. 1. Изобретение относится к металлургии, в частности к износостойким высокомарганцевым сталям,Известен сплав 1на основе железа, содержащий, мас.:Углерод 0,72-1,48 5Кремний 0,33-2,94Марганец 10,05-11,12Алюминий 1003-1486Железо , ОстальноеНедостаток сплава в , низкие механические свойства.Наиболее близкой по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемой является сталь 23,содержащая, мас.5 .15Углерод 0,9-1,4Марганец 11,5-15Алюминий До 2Железо ОстальноеНедостатками известной стали являются низкие механические свойстваи износостойкость.Цель изобретения - повышение механических свойств и износостойкостистали25Поставленная цель достигается тем,что сталь, содержащая углерод, марганец, алюминий и железо, содержит компоненты при следующем соотношении,мас.:Углерод . 0,7-0,9Марганец 8,0"11,0Алюминий 1,0-2,0Железо ОстальноеСталь рекомендуется в основномдля производства деталей, подвергаю- З 5щихся одновременному воздействиюабразивных материалов и ударных нагрузок, а именно деталей дробильногооборудования, измельчающих непрочныегорные породы. Для работы в этих условиях стали должны обладать высокойпрочностью, пластичностью и ударнойвязкостью а также обеспечить высокую твердость поверхностей деталей,контактирующих с абразивными матери.алами,Содержание марганца в стали впределах 8,0-11,0 мас, совместно суглеродом в количестве 0,7-0,9 мас,:обеспечивает получение при охлаждении от высоких температур аустенитной структуры, которая, однако, имеет низкую стабильность при воздействии внешних нагрузок. Получаемаяструктура характеризуется повышенной пРочностью, но имеет низкие значения пластичности и ударной вязкости в связи с тем, что в процессенагружения при эксплуатации или испытаниях механических свойств в результате бездиффузионных фазовых превращений возможно появление кристаллови К-фаз, приводящих к ох-, рупчиванию металла. Снижение концентрации марганца ниже 8,0 мас. приводит к появлению в структуре стали при охлаждении больших количестви с-фаэ, повышающих ее прочностные, но снижающих пластические свойства. Введение марганца в количестве, превышающем 11,0 мас, способствует сильной стабилизации аустенита, что сопровождается интенсивным падением прочности и ростом,пластичности.Уменьшение содержания углерода ниже 0,7 мас. не позволяет получить при охлаждении полностью аустенитную структуру, вследствие чего сталь приобретает высокую прочность и низкую пластичность. Увепичение содержания углерода выше 0,9 мас. приводит к появлению карбидов по границам аустенитных зерен, вызывающих резкое снижение пластичности и ударной вязкости.Оптимальная добавка алюминия находится в пределах 1,0-2.,0 мас При этом сталь приобретает аустенитную структуру, полностью устойчивую к фазовым превращениям при деформации, которая одновременно характеризуется высокой склонностью к упрочнению под действием внешних нагрузок, Высокая стабильность аустенита обеспечивает высокий уровень пластичности и вязкости стали, в то время как его повышенная склонность к .Упрочнению приводит к увеличению характеристик прочности и износостойкости.Снижение концентрации алюминия ниже 1,0 мас. вызывает дестабилизацию аустенитной структуры, что сопровождается падением характеристик пластичности и ударной вязкости.Введение алюминия в количестве, превышающем 2,0 мас., уменьшает склонность аустенита к упрочнению, вследствие чего наблюдается снижение пределов текучести, прочности, а также сопротивляемости воздействию абразивных сред в случае, когда отсутствует воздействие больших ударных нагрузок.Опытные стали выплавляют в открытой индукционной электропечи емкостью ,20 кг с основной футеровкой на основе металлических марганца и алюминия. Разливку осуществляют в чугунные изложницы, прогретые до 200 С.1070197 Таблица 1 Химический состав, мас.В Мл ДЕ 9; Сталь Се Предлагаемая 1,0 0,7 Осталь ное 1;5 10 0,8 2,0 0,9 Известная4 1,05 11,48 0,92 0,64 Таблица 2 Износостойкость Механические свойства Сталь отн.ед,6,МН/м 68,ИН/м д; Ъ Ч, В 6 МДж/м Предлагаемая 1.1,0 2,1 30 34 850 450 2,2 0,95 32 35 840 440 0,85 2,2 35 38 830 430 380 Известная4 0,70 1,6 18 26 780 Составитель Л. СуязоваРедактор А. Курах Техред Л,Коцюбняк Корректор В. Гирняк Заказ 11649/28 Тираж 603 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Б, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная, 4 Стали подвергают те 1 жической обработке по режиму: закалка от температур 950, 1000, 1050, 1100 ОС с выдержкой 30 мин и охлаждением в воде. Испытания механических свойств проводят с использованием основных типов разрывных по ГОСТ 1497-73и ударных по ГОСТ 9454-78) образцов.Испытания на абразивный износ сталей проводят на специально сконструированной установке, имитирующей работу роторных доломитных или коксовых дробилок. Величину иэносо 20 .стойкости оценивают по потерям ве;са образцов с единицы их плошади трения после испытаний в течение определенного времени., За единицу ,принимают максимальную износостойкость из серии исследованных сталей.Наилучшие значения механическихсвойств и износостойкости получены после термообработки по режиму: закалка от 1000 ОС с выдержкой 30 мин.Значения механических свойств иизносостойкости предлагаемой и известной сталей приведены в табл, 2,