Сталь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик щ 711149(22) Заявлено 11,0578 (21) 2607551/22-02 С , 22 С 38/14 с присоединением заявки йо Государственный комнтет СССР но делам нзобретеннй н открытнй(53) УДК 669,15-194(0888) Опубликовано 250180. Бюллетень Йо 3 Дата опубликования описания 2501.80)Изобретение относится к металлургии, конкретнее к изготовлению деталей, упрочняемых химико-термической обработкой.Наиболее близкой к предлагаемой, является сталь, содержащая, вес.Ъ: углерод 0,28, кремний 0,30, марганец 0,60, хром 1,32, титан 2,08, железо - остальное,(1) .Недостаток этой стали заключается 0 в том, что высокая концентрация углерода совместно с высокой концентрацией титана, ванадия, алюминия, хрома, молибдена делает сталь малотехнологичной, а именно, склонной к образованию 15 трещин при горячем переделе (ковке прокатке), что ограничивает Промьхаленную бренность известной стали, кроме того, иэ-эа высокой концентрации углерода при азотировании или сО карбонитрировании по границам зерен образуются выделения, что приводит к понижению пластичности упрочненного слоя, а также к его шелушению Пониженная пластичность азотированного 25 или карбонитрированного слоя известной стали приводит к понижению разгаростойкости слоя. важной характе 2ристики при работе поверхности в переменном температурном режиме, что не позволяет использовать сталь для инструментов различного типа.Цель изобретения - повышение технологичности стали, а также твердости к разгаростойкости азотированного и карбоннтрированного слоя.Поставленная цель достигается тем, что.сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, титан и железо, дополнительно содержит ванадий и цирконий при следующем соотношении компонен" тов, вес.%Углерод 0,008-0,07 Иарганец 1,9 -5,0Кремний 0,05 -0,75Титан 0,40 -2,5Ванадий 0,002-2,5Цирконий 0,002-2,5Железо ОстальноеОтношение концентрации марганца к суммарной концентрации титана, ванадия и циркония составляет 0,8- Стали выплавляют 50 кг в печи, Химический состав предлагаемых сталей представлен в табл. 1.711149 Таблица 1 1 0,008 1,9 0,15 0,40 0,0022 0,04 2,55 0,31 0,88 0,883 0,07 5,00 0,35 1,50 0,5 4,75 0,002 2,4 0,02 2,2 0,30 1,8 0,17 0,5 4 0,07 2,35 0,30 0,5 5 0,07 2,46 0,15 0,88 0,216 0,04 2,00 0,75 2,30 02 0,008 0,002 2,15 0,80 7 0,03 5,00 0,75 0,56 0,44 0,002 5,00 8 0,03 2,00 0,15 0,40 2,50 0,002 0,80 9 0,05 2,45 0,31 2,50 0,002 0,002 0,98 Разгаростойкость при650 С, количество циклов до трещинообразования Технологическаяпластичность сть слоя и егоботки при 560 С Сталь Карбони е пласт 700,пласт лас 5 плас пласт,пл отдельныетрещиныпласт. 000, 1 трещ. 0-1 3 трещ. 3-1 9 пласт аст,5-2 О, пласт 50 ласт аст,О,1 3-1 пласт, 2.трещ ла 2 9 трещины аст ас ласт 00, пласт пласт,лас 00 я 7 х пк трещины Опытные слитки куют в интервале температур 1250-850 С, иэ кованых прутков вырезают контрольные образцы. азотирование и карбонитрирование про-Зц водят в интервале температур 500- 650 дС, при давлении 0,1-0,5 атм при длительности до 24 ч, Для сравнения аналогичную обработку проходят образцы известной стали, 35Хрупкость слоя оценивают известными методами контроля хрупкости аэотированного и нитроцементированного слоя по виду отпечатков пирамиды прибора Виккерса, При этом радиальныетрещины, идущие от углов отпечатка,свидетельствуют о хрупкости слоя.Разгаростойкость слоя оцениваютизвестными методами термоциклирования,Образцы с упрочненной поверхностьюнагревают до 650 С и закаливают вводу. О разгаростойкости судят помоменту появления трещин в поверхностном слое.Свойства сталей представлены втабл. 2 (номер стали соответствуетномеру в табл. 1.),т а б л и ц а 2711149 Формула изобретения Составитель С.ДеркачеваРедактор А.Алексеенко Техред Э.Чужик Корректор А,Гриценко Заказ 8600/18 Тираж 694 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д4/5Филиал ППП Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 В соответствии с данными твердость предлагаемой стали при оптимальном ле 1 ировании на 50-150 НЪвыше известной при пластичном аэотированном и карбонитрированномслое и при раэгаростойкости в 1,52 раза выше известной,Выявленная повышенная раэгаростойкость предлагаемой стали позво-ляет опробонать ее для изготовле-.ния некоторых видов режущего инструмента, а также различных деталейгидравлического оборудования, Упрочненный слой известной стали не обладает режущими свойствами,Возможность применения предлагаемой стали для изготовления режущегоинструмента (накатные фрезы, проходные резцы и т,п.), а также деталейгидравлического оборудования (иглы,плунжера) проверяется на стали,содержащей, Ъ С 0,03; Мп 2,36; Ы 200,08 у Т 1 0 88 р Ч 0,02 у Ег 0,02.Слитки куют при 1250-850 С, Заготовки отжигают при 650 С. Изготовленныйи заточенный инструмент и готовкедетали карбонитрируют при 560 фС в 25течение 10 ч. Получают слой 0,2 ммс твердостью 950 -1000 Н 0,Проводят испытания режущих свойствна стали 20, 40 Х, 4 ОХН при 1201200 об/мин и глубине резания 0,28 мм. Испытания показывают,что стойкость при резании предлагаемой сталинаходится на уровне быстрорежущейстали,Сравнительные испытания стойкости Здеталей гидравлического оборудованияпоказывают, что стойкость деталей%з предлагаемой стали находится на уровне известной,Экономический ,эффект от внедрения новой стали при учете стоимости металла составляет от 80 руб (при использовании ее вместо известной) до 1700 руб. эа тонну (при испольэонании ее для изготовления режущего инструмента)1, Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, титан и железо, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения технологичности,твердости и раэгаростойкости аэотированного и карбонитриронанногослоя, она дополнительно содержитванадий и цирконий при следующемсоотношении компонентов, вес.%:Углерод 0.,008-0,07Марганец 1,9 -5,0Кремний 0,05 -0,75Титан 0,40 -2,5Ванадий 0,002-2,5Цирконий 0,002-2,5Железо Остальное2.Сталь по п.1,о т л и ч а ю щ ая с я тем, что отношение концентрации марганца к суммарной концентрации титана, нанадия и циркония составляет 0,8-5,0,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Металловедение и термическаяобработкв металлов, Р 3, 1974, с,31,сталь ЗОХТ 2