Сталь

)5 С 22 С 38/5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ тут урги ще- кой ОСУДАРСТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Кировский политехнический инст(56) Авторское свидетельство СССРМ 1142521, кл, С 22 С 38/46, 1985.(57) Изобретение относится к металл в частности к малоуглеродистой, пре ственно цементируемой, износос стали, предназначенной для рабе гы Изобретение относится к металлургии, в частности к составу цементируемой высокопрочной, износостойкой, демпфирующей стали, предназначенной для работы в условиях высоких динамических контактных нагрузок в качестве материала деталей машин и механизмов.Известна мало-среднеуглеродистая цементируемая легированная высокопрочная сталь состава, мас.0: углерод 0,15 - 0,5; кремний 1 - 3; алюминий 0,1 - 1,7; хром 0,5-3; молибден 0,01 - 1,5; ванадий 0,01 - 1; марганец до 1,2; вольфоам, титан, цирконий, ниобий до 0;5, железо остальное,Однако в этои стали наряду с некарбидообразующими элементами (кремнием, алюминием) содержится значительное количество карбидообразующик элементов. Это не позволяет получить после цементации в поверхностном высокоуглеродистом слое включения графита, улучшающие условия трения. е.,Жи 1 7231 87 стве материала деталей машин и механизмов в условиях высоких динамических контактных нагрузок. Цель изобретения - повышение износостойкости после цементации. Сталь дополнительно содержит кобальт, кальций, титан при следующем соотношении компонентов, мас,0: углерод 0,01 - 0,32; кремний 1,1 - 2,8; алюминий 0,1 - 2,1; никель 0,05 - 3,9; медь 0,05 - 1,6; ванадий 0,001 - 0,2; молибден 0,001 - 0,3; марганец 0,11 - 0,48; хром 0,005-0,25; сера 0,01-0,05; фосфор 0,01 - 0,05; кобальт 0,001-10,1; кальций 0,001 - 0,12; титан 0,001 - 0,2; железо остальное, 1 табл. Наиболее близкой к предлагаемой является малоуглеродистая цементируемая легированная сталь состава, мас,0: углерод 0,27 - 0,31; марганец 0,88-1,08; кремний 1,37 - 1,57; никель 0,41 - 0,61; алюминий 0,02 - 0,20; медь 0,05 - 0,062; хром 0,02 - 0,05; ванадий 0,01 - 0,13; молибден 0,05 - 0,15; свинец 0,1 - 0,3; железо остальное.Однако эта сталь характеризуется недостаточно высокой износостойкостью из-за низкого содержания некарбидообразующих элементов, способствующих после цементации формированию графитных включений в цементированном слое.Цель изобретения - повышение износостойкости стали после цементации,Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, алюминий, никель, медь ванадий, молибден, марганец, хром, серу, фосфор, железо, дополнительно содержит кобальт, титан и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.0/,:. Титан 0,001-0,2Железо Остальное Особенностью этой стали является то, что основными легирующими компонентами являются некарбидообразующие элементы (кремний, алюминий, никель, медь, кобальт, кальций), способствующие графитизации после цементации, Карбидообразующие элементы (ванадий, молибден, титан, марганец, хром) содержатся в небольших количествах и способствуют при этих концентрациях образованию зародышей графитной фазы при графитизации цементированного слоя (в особенности карбида титана), а также способствуют образованию небольшого числа специальных карбидов, увеличивающих износостойкость стали,Существенным отличием предлагаемой стали от известной является то, что содержание в ней некарбидообразующих элементов значительно превышает содержание карбидообразующих элементов, что видно, в частности, из оценочного сравнения отношения их сумм. Так, отношение суммы некарбидообразующих элементов к сумме карбидообразующих элементов для предлагаемой стали (составы 2, 3, 4) составляет соответственно 10, 18 и 14, а для известной стали (состав 6) - всего 2, Дополнительное присутствие в предлагаемой стали кобальта способствует дополнительному упрочнению твердого раствора, а также наряду с дополнительной добавкой кальция способствует графитизации. То и другое работает в сторону повышения износостойкости стали. В предлагаемой стали по сравнению с известной отсутствует свинец, снижающий прочность стали, Роль поверхностной смазки вместо него в цементированном слое предлагаемой стали играют включения графита.Наличие в предлагаемой стали марганца, серы, фосфора, а в известной стали - серы и фосфора объясняется их постоянным присутствием в шихтовых материалах, амарганца - также тем, что он является технологической добавкой.Указанное количественное и качествен 5 ное соотношение компонентов в предлагаемой стали обеспечивает более высокуюизносостойкость по сравнению с известнойсталью,Стали выплавляют в открытой индукци 10 онной печи, затем подвергают ковке. Послеизготовления образцов и их цементации определяют износостойкость, которую характеризуют скоростью изнашивания Ч, Условияиспытания на износ: схема кольцо-кольцо,15 диаметр кольца 35 мм, комнатная температура, скорость вращения 1,5 м/с, скоростьскольжения 0;18 м/с, сухое трение.В таблице приведены результаты испытания.20 Из данных таблицы видно, что скоростьизнашивания ниже у предлагаемой стали(составы 2 - 4) по сравнению с известной (состав 6). Выход по содержанию компонентовза указанные пределы (составы 1 и 5) ведет25 к более низкой износостойкости по сравнению с известной сталью.Более высокая износостойкость предлагаемой стали по сравнению с известнойпозволяет повысить долговечность изде 30 лий, работающих на износ, и тем самымулучшить технико-экономические показатели машин и механизмов.Формула изобретенияСталь, преимущественно для цемента 35 ции, содержащая углерод, кремний, алюминий, никель, медь, ванадий, молибден,марганец, хром, серу, фосфор, железо. о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышенияизносостойкости после цементации, она до 40 полнительно содержит кобальт, кальций, титанпри следующем соотношении компонентов,мас. У,:Углерод 0,01-0,32Кремний 1,1 - 2,845 Алюминий 0,1-2,1никель 0,05 - 3,9Медь 0,05 - 1,6Ванадий 0,001 - 0,2Молибден 0,001 - 0,350 Марганец 0,11 - 0,48Хром 0,005 - 0,25Сера 0,01 - 0,05Фосфор 0,01 - 0,05Кобальт 0,001 - 10,155 Кальций 0,001 - 0,12Титан . 0,001 - 0,2Железо Остальное. Составстали С. 23 ОЬ 0,0010,200,350,21 0 0010,050,120,15 Составитель А,СкворцовРедактор М.Петрова Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле Заказ 1045 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский. комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 1 2 3 4 5 6 (не- вестноя) Содеоеание иоыюнентов,1 т 3- ( 1- 1- 10,01 0,7 0,05 0,005 0,005. - 0,002 0,10 0,005 0,01 0,01 1,1 0,10 0,05 0,05 0,001 0,001 0,11 0,005 0,01 Е 18 1 8 О 92 2 2 О 75 О 05 О 05 О 25 0 1 О 0 03 0,32 2,8 2,10 3,90 1,60 0,20 0,30 0,48 0,25 0,05 о,з 6 з,2 г,35 4,6 ,8 о.35 о,55 о,67 о,з 5 а,05 0,28 1,4 О, 1 1 0,53 0,06 О, 1 О О, 1 О 1, 02 О, 05 О, 03 0,01е,а О,аа0,04 2,30,05 10,10,05 1 езз0,03 ос тамное 0,29 и 0,22в 0,19 1 0,21 П 0,27 п 0,26