Сталь для износостойкой наплавки

11 8539 ОЗ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсних Социалистических Республик.2(088,8) по делам изобретеиир (43) Опубликовано 15.07,82. Бюллетень М 2 и отхрыти 45) Дата опубликования описания 15.07.8(72) Авторы изобретения В. П. Поно Стойко, А. Л.,1 Габлер ени политехническии "енко, А. Я, Шварцер, В. П и Г. В. Строганова на Трудового Красного Зн институт(54) СТАЛЬ Государстееииыи комитет (23) Приоритет(71) Заявитель Донецкий орде Изобретение относится к области изыскания материала для электрошлаковой наплавки и электрошлаковой отливки деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания и подвергаю щихся значительным ударным нагрузкам, например черпаков драг, черпачных козырьков, зубьев ковшей одноковшных экскаваторов, бил молотковых дробилок.Известна сталь, содержащая следующие 10 компоненты, вес. %:Углерод 0,05 - 0,25Марганец 1 - 8Кремний 0,17 - 1Хром 0,1 - 3 15 Никель 0,1 - 3Молибден 1 - 5Ванадий 0,0 1 - 0,4Титан 0,5 - 1,5Железо Остальное,1, 20Однако при содержании углерода 0,05 - 0,25 вес.% и хрома 0,1 - 3 вес,% невозможно обеспечить достаточной стойкости против абразивного изнашивания. Кроме того, известная сталь, имея феррито-мартенситную стружку, обладает низкой пластичностью, а в условиях термического цикла электрошлаковой наплавки и отливки проявляет повышенную склонность к образованию горячих и холодных трещин. 30 С целью повышения износостой кости,пластичности и технологической прочностинаплавленного металла, преимущественнов условиях абразивного изнашивания иударных нагрузках, компоненты взяты вследующем соотношении, вес. %Углерод 0,7 - 0,9Марганец 7 - 9Хром 4 - 6Никель1 итан 0,1 - 0,3МолибденКремний 0,25 - 0,55Железо Остальное Никель стабилизирует аустенит, способствует повышению его пластичности и ударной вязкости металла в целом.Добавка в определенных пределах молибдена способствует улучшению прочностных свойств без снижения пластичности, а также значительно повышает износостойкость. 11 оследняя повышается за счет того, что молибден, легируя твердый раствор, образует в то же время сложные карбиды, располагающиеся внутри аустенитных зерен.Молибден и никель улучшают свариваемость известной стали и повышают ее технологическую прочность,853903 Таолиа 1 Содержание элементов, вес, % Г 1 лавка Мо Сг Т 1 0,035 0,028 0,030 0,040 85,47 о82,0927868586,1,60 2,14 3,00 7,00 8,25 900 8,00 4,00 4,92 6,00 4,00 0,25 0,35 0,55 0,70 0,04003000350,060 0,70 1,18 1,50 0,10 0,20 0,30 0,20 0,70 0,81 0,90 0,90 вблицв 2 Коэффициент относнтельной износостойкости эталоастали Ударная вязкость,к ге/емуНаличие трещин 35 40 45 50 лавка Г 13 12,5 1,48 1,561,88 1,22 2,24о2,8672 Нет 3,8 14,2 11,8 Нет Нет Есть 3Оптимальный состав предлагаемой стали подбирался с применением математического планирования экстремальных экспериментов. В качестве параметров оптимизации были выбраны коэффициент относительной износостойкости и ударная вязкость.При содержании никеля в предлагаемой стали менее 1,5 вес, % аустенит становится метастабильным и в процессе охлаждения наплавленного металла претерпевает троосто-мартенситное превращение, снижающее пластичность стали. Содержание молибдена в предлагаемой стали менее 0,7 вес. % ведет к образованию недостаточного количества мелкодисперсных карбидов, способствующих снижению износостойкости. Кроме того, такая сталь имеет неудовлетворительную технологическую прочность.Достаточную стабильность и пластичность аустенит предлагаемой стали приобретает при содержании никеля от 1,5 до 3 вес.%,Дальнейшее повышение содержания никеля существенно не улучшает пластичность и нецелесообразно по экономическим соображениям,Увеличение содержания молибдена более 1,5 вес. % способствует образованию большого количества карбидов и повышеИз электрошлаковых слитков вырезали гемплеты, на которых исследовали макро. структуру и оценивали технологическую прочность, Затем из темплетов вырезали образцы для испытания на ударную вязкость, износостойкость, а также образцы для исследования микроструктуры,В табл, 2 приведены средние значения ударной вязкости и коэффициента относительной износостойкости по результатам исследования каждого состава. Здесь же показана технологическая прочность сталей, которую оценивали по наличию трещин на макротемплетах.Исследования показали, что макроструктура изучаемых темплетов отличается высокой плотностью и имеет преимущественно вертикальное расположение кристаллитов, Трещины на макротемплетах сталей плавок 1 - 3 не обнаружены, что свидетельствует гию изпосостойкости. При этом молибден, связывая значительное количество углерода в специальные карбиды, обедняет твер.дый раствор этим компонентом и снижает 5 устойчивость аустенита, предопределяю.щую превращение его в троосто-мартенситовую структуру. Следовательно, содержание молибдена более 1,5 вес. % увеличивает износостойкость предлагаемой стали, 10 но ухудшает ее пластические свойства.Таким образом, оптимальное сочетаниеизпосостойкости, ударной вязкости и технологической прочности наблюдается в предлагаемой стали при 1,5 - 3 вес.% ни келя и 0,7 - 1,5 вес. % молибдена.Г 1 редлагаемую сталь выплавляли в индукционной печи емкостью 50 кг. Отливали электродные пластины размером 20 Х Х 100 ХЗОО мм, которые подвергали элект рошлаковому переплаву в медном водоохлаждаемом кристаллизаторе с использованием флюсов АНФи АН(по 50% каждого), Переплав расходуемых электродов проводили на аппарате прп следую щих параметрах режима: ток - 1000 Л,апряжение - 36 В.В табл. 1 приведены химический составпредлагаемой (плавки 1 - 3) и известной сталей (плавка 4) после электрошлаково го переплава. о высокой технологической прочности сталей предлагаемого состава.При исследовании микроструктуры образцов, вырезанных из темплетов четырех составов, установлено, что стали плавок 1 - 3 в состоянии после электрошлаковогоФормула изобретения 15 20 Составитель Т. ЯроваяТехред А. Камышникова Корректор Е. Михеева Редактор М. Кузнецова Заказ 1017/8 Изд. Хо 181 Тираж 1151 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 переплава представлены аустенитной структурой с умеренным количеством мелкодисперсных карбидов. В стали предлагаемого состава микротрещины отсутствуют. В стали плавки 4 по границам аустенитных зерен расположены микротрещины, аустенит частично превратился в троостомартенсит.Сопротивление изнашиванию исследуемых сталей определяли на машине Хауорта с использованием в качестве абразивного материала гранитной крупки с размерами зерен 1,5 - 2,5 мм. Износостойкость оценивали в сравнении со сталью 45 и со сталью Г 13.Из табл. 2 видно, что сталь предлагаемого состава имеет высокую ударную вязкость и достаточную износостойкость. Кроме того, эта сталь не склонна к трещинообразованию.Предлагаемая сталь предназначена для электрошлаковой наплавки и электрошлаковой отливки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания при наличии значительных ударных воздействий, например зубьев ковшей одноковшовых экскаваторов, черпаков драг, дражных козырьков, бил молотковых дробилок,Сталь для изпосостойкой наплавки, содержащая углерод, марганец, кремний, 5 хром, никель, титан, молибден, железо,отл ичающа я ся тем, что, с целью повышения нзносостойкости, пластичности и технологической прочности наплавленного металла, преимущественно в условиях аб разивного изнашивания н ударных нагрузках, компоненты взяты в следующем соотношении, вес. о :Углерод 0,7 - 0,9 Марганец 7 - 9Хром 4 - 6Никель 1,5 - 3Титан 0,1 - О,З Молибден 0,7 - 1,5Кремний 0,25 - 0,55Железо Остальное Исто вики информации,принятые во внимание прн экспертизео 51. Авторское свидетельство СССРпо заявке Мо 2587111/25 - 27, кл. В 23 К35/30 01.03.78.