Сталь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК ЯО 7-диния. щих в условия намического и Цель изобрете тяж бра ого контактвного нагружовышение ст икос знаи стали пр арно стиг абразивномется тем, чсодержит реди следующем ивании. Это д таль дополнит емельные метал ко- соо ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(7 1) Уральский политехнический институт им.С,М,Кирова, Ново-Краматорскиймашиностроительный завод им,В.И.Ленина и Волжский завод цементного машиностроения(57) Изобретение относится к областиметаллургии, в частности к составустали, и может быть использовано дляизготовления литых деталей, работаюношении компонентов, мас.%: углерод 0,5-1; марганец 4,5-10; хром 1-5; алюминий 0,1-1; титан 0,05-0,15; азот 0,05-0, 1; ванадий 0,05-0,3;кремний 0,3-0,8 РЗМ 0,002-0,01; железо - остальное, причем содержание углерода, марганца и хрома должно удовлетворять условию: 80 % углерода 3 + + 5 - 7, марганца 1 + 2 % хрома 1 = а - 100+5, Сталь имеет высокую стойФ кость при ударно-абразивном изнашивании при достаточной ударной вязкости и низкой склонности к трещинообразо- С ванию при литье и термической обработке. 2 табл.1 133743Изобретение относится к черной металлургии, р частности к составу стали, и может быть использовано в качестве износостойкого материала длядеталей, подверженных тяжелому контактно-динамическому нагружению, со"четающему интенсивные ударные нагрузки на рабочую поверхность детали своздействием абразива, 10Целью изобретения является повышение стойкости стали при ударно-абразивном изнашивании,Согласно изобретению содержаниеосновных легирующих элементов - углерода, марганца и хрома в сталидолжно удовлетворять условию80 /С+ 5ХМп 3 + 2 ф ХСг =100+5,Это условие было получено на осно 20 ве экспериментального определения мартенситных точек Мзпри ох- ф лаждении сталей, химический состав которых соответствовал предложенным интервалам изменения концентраций основных легирующих элементов (С,Мп, Сг), Было установлено, что мартенситные точки М 5У - ов интервале (-20)- (-50) С имеют, например, следующие композиции (в скобках дано значение М): 90 Г 5 Х 2 (-42 С), 90 Г 4 Х 4 (-36 С), 60 Г 10 (-28 С), 60 Г 9 Х 4 (-26 С), 50 Г 10 Х 5 (-40 С). Из сравнения химических составов сталей с близкими значениями М 13установи- З 5 ли, что одинаковое влияние на стабильность аустенита вносит изменение концентрации любого из основных легирующих элементов в следующих эквивалентных количествах: 0,1 Х С1,6 Х Мп 47 Сг, или эффективность влияния углерода на стабильность аустенита сталей (для данных интервалов изменения концентраций) примерно в 16 раз выше, чем марганца, и в 40 раз выше, чем хрома, Фиксированный уровень стабильности аустенита предлагаемой стали достигается при выполнении укаэанного условия, в котором эмпирические коэффициенты перед кон центрациями углерода. (7 С), марганца (7 Мп 3) и хрома (ЕСг )соотносятся как эффективности влияния на стабильность аустенита соответствующих5 с легирующих элементов.Указанное условие легирования стали позволяет с достаточной точностью поддерживать стабильность аустенита 7 2стали на фиксированном уровне (М У ф =(-20)-(-50) С ). Кроме того, этоусловие удобно при корректированиисостава стали при проведении плавки,Предлагаемая сталь после закалкиот температуры аустенизации (1140 -1170 С) до комнатной является аустенитной, мартенситная точка стали(М) при легировании в соответствии с данным условием находится науровне (-20)-(-50)С, После поверхностной обработки холодом в рабочейчасти детали образуется 1 О-ЗОБмартенсита, твердой фазы, армирующейзерна аустенита, что значительно повышает твердость рабочей части детали (до 52-55 НЕС) и износостойкостьпри абразивном изнашивании. В сердцевине детали сохраняется вязкая чистоаустенитная структура (20-22 НЕС),предохраняющая деталь от преждевременного разрушения при интенсивныхударных нагрузках.Химический состав плавок предложенной и известной сталей приведенв табл, 1,Слитки разрезали на заготовки образцов для испытаний на ударную вязкость и стойкость при абразивном изнашивании (на установке БриннелляХаворта с полузакрепленным абразивом) и ударно-абразивном изнашивании, Образцы изготавливали из закаленных в воду от температуры 1150 Сзаготовок, Величина износостойкостиоценивалась как среднее значение попотерям веса трех образцов с единицыплощади их рабочей поверхности послеиспытаний в течение определенного.времени,Результаты испытаний сталей приведены в табл. 2,Применение предлагаемой стали позФволяет увеличить межремонтный срокслужбы рабочих органов агрегатовдробильно-размольного оборудованияи уменьшить расход металла на тоннуперерабатываемого сырья.Формула изобретенияСталь, содержащая углерод, марганец, хром,.алюминий, титан, азот, ванадий, кремний и железо, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения стойкости при ударно-абразивном изнашивании, она дополнитель1337437 0,30-0,80 КремнийРедкоземельныеметаллыЖелезо 0,002-0,01Остальное Таблица 1 Ссдеркание элементов мас.2Плав"кастали С УровеньстабильА 1 Т 1 Ст ности астенита Ге 0,08 0,02 0,06 020 О,4 О О,ное 0 О 0,05 0,05 0,30 5,0 0,05 0,002 002 0,06 0,50 О,О 030 007 008 050 35 015 0007 004 006 0,70 8,0 103 100 015 0 1 О 080 4,5 10 030 0010 005 О 10 104,5 1,10 017 0,10 0,85 0,9 0,32 0,017 0,06 0,12 42 1,05 1068 0,01 0,08 0,07 0,04 0,08 122,2 Таблица 2 Износостойкостьпри абразивномизнашивании,отн.ед,при С КСЧ МДж при МС Износостойкость при ударно-абра зивном изнашива Сталь нии, отн.ед,при С+20 -40 1,0 0,85 0,7 0,9 0,2 0.,5 1,25 2,2 1,0 1,4 1,1 1,35 1,2 1,35 1,1 2,0 0,8 1,6 1,3 1,0 1,8 0,75 1,2 1,2 0,9 0,7 1,1 0,8 0,9 ВПИИПИ Заказ 4099/24 Тираж 604 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 но содержит редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас,%:УглеродМарганецХромАлюминийТитанАзотВанадий 0,5-1,0 4,5-10,0 1,0-5,0 0,1-1,0О, 05-0, 15О, 05-0, 100,05-0,30 1,10 11,0 0,04 0,1 0,01 0,8" Плавки 2-4 - предлокенная сталь плавки 1 и иэвестная сталь,причем содержание углерода, марганца и хрома должно удовлетворять условию 80 % углеродами+ 5 % марганца + 10 + 2% хрома 1 = 100 + 5 5,2 0,04 0,001 002 004 Осталь" 92,9 5 имеют запредельное содервание компонентов плавка Ь -