Сталь

(51)4 С 22 С 38/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный заочный политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 761596, кл. С .22 С 38/06, 1980.Заявка Японии У 55- 149296,кл. С 22 С 38/06, опублик. 1982.(54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод,кремний, марганец,бор, алюминий,титан, ниобий, по крайней мере одинэлемент из группы, содержащей кальций,и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения стабильности износостойкости при трении с недостаточной смазкой и теплопрочности, она содержит ниобий в виде нитридов, а указанная группа дополнительно , содержит барий при следующем соотношении компонентов, мас.Х:сУглерод . 0,14-0,35Кремний 1,80-2,15 Марганец 0,35-0,75Алюминий 0,02-0,07Титаь О, 10-0, 35Бор 0,003-0,005Нитриды ниобия 0,03-0,23 По крайней мереодин элемент изгруппы, содержащейкальций и барий 0,03-0, 12 Железо Остальное1 1170Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов стали для деталей, работающих в условиях трения с недостаточной смазкой. 5Целью изобретения является повышение стабильности износостойкости при трении с недостаточной смазкой и теплопрочности.Изобретение иллюстрируется приме О рами конкретного выполнения,Увеличение концентрации кремния в предложенной стали до 1,80- 2,15 мас.% повьппает стабильность металлической основы и содержание 15 в стали силикатов, измельчает литую структуру, упрочняет металлическую основу и повышает стойкость против расслоения при трении и фрикционную теллостойкость, что обеспечивает 20 повышение стабильности износостойкости при трении с недостаточной смазкой. При содержании кремния до 1,80 мас,% стабильность матрицы и фрикционной теплостойкостинедостаточны, а при концентрации кремния более 2,15 мас.% снижается ударная вязкость стали и вязкость разрушения в цементованном слое.Использование нитридов ванадия в количестве 003-0,23% мас.% изменяет природу упрочняющих фаз, увеличивает в структуре содержание тугоплавких дисперсных включений, обеспечивающих наследственную мелкозернистость и повышенную фрикционную тепло- стойкость при нагреве в условиях трения увеличивает глубину карбидной зоны и сопротивляемость износу, что обеспечивает существенное повышение теплопрочности и стабильности износа при недостаточной смазке.При содержании нитридов ниобия до 0,03 мас.% теплопрочность имеет низкие значения, как и при исследовании 45 и качестве легирующей добавки ниобия в количестве до 0,1 мас.%, При увеличении концентрации нитридов ниобия более 0,23 мас,% снижаются пластические свойства и глубина карбидной зоны на изделиях.Определение содержания нитридов ниобия в предложенной стали проводили методом микрорентгеноспектрального анализа. Микрорентгеноспектральным анализом установлено, что при замене 001 г ниобия на нитриды ниобия существенно повышается стабильность структуры, увеличиваютея глубина карбидной эоны на изделиях и теплопрочность стали, уменьшая темп снижения износостойкости .при недостаточной смазке.Элемент из группы, содержащей кальций и/или барий в количестве 0,03- 0,12 мас.% использован как эффективная модифицирующая добавка, улучшающая форму как основного зерна в литых деталях, так и вкарбидной зоне, очищает границы зерен от неметаллических включений, которая способствует в приведенных концентрациях увеличению вязкости разрушения в цементованном слое и повьппению глубины карбидной зоны и стабильности износа. При концентрации их до 0,03 мас.% эффект улучшения формы зерен повышения глубины карбидной зоны и вязкости разрушения в цементованном слое проявляется недостаточно, а при концентрации более 0,12 мас.% снижаются теплопрочность и стабильность фрикционной теплостойкости, что приводит к увеличению темпа снижения износостойкости при недостаточной смазке.П р и м е р. Приведены опытные плавки сталей в индукционных печах с основной футеровкой, Температура перегрева расплавленного сплава, выплавленного на окисленной шихте, перед рафинированием составляла 1863- 1933 К, а перед выпуском в раздаточный ковш для микролегирования и модифицирования 1873-1903 К. Присадку ферротитана, азотированного ниобия, ферроалюминия, силикокальция (или силикобария) производили при заполнении ковша на 1/3 его объема, Через 3-10 мин после модифицирования сталь разливали в сухие песчатые формы для получения технологических проб, образцов для механических испытаний и износостойкости отливок. Досле проверки микроструктуры, определения размеразерен подвергают высокотемпературной нитроцементации при 1243-1253 К с выдержкой в течение 12 ч, закалке в воде с 1123- 1233 К и отпуску при 453-473 К. Сравнительные результаты иэвест=ного и предлагаемых составов даныв таблице.