Литая сталь

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к износостойким сталям, и может быть использовано для изготовления деталей изнашиваемых узлов транспортного рудоразмольного и бурового оборудо.вания, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного износа.Известна сталь 1, применяемая в машиностроении в качестве износостойкой, содержащая компоненты, мас.:Углерод 1,0-1,5Хром . 15-2,5Марганец 5,0-7,0Кремний 0,4-0,8Ванадий , 0,6-0,9Молибден 0,5-1,0Железо ОстальноеОднако эта сталь обладает низкой износостойкостью и уцарной вязкостью, что не позволяет использовать ее в условиях уцарно-абразивного износа со значительными нагрузками,Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является литая сталь К содержащая компоненты, мас,;углерод 0,15-0,23Хром 67-7 г 5Марганец 1,5-2,51 ремний 0,5-1,0Ванадий 0,2-0,4Бор 0,01-0,03 Церий 0,05-020 Молибден 5,5-7,0Вольфрам 0,5-1,5Кобальт 4,5-5,5Азот 0,03-0,07)Келезо Остальное Недостатками известной стали являются низкие значения иэносостойкости и ударной вязкости в условиях абразивного изнашивания.Целью изобретения является повышение иэносостойкости и ударной вязкости стали Эта цель достигается тем, что литая сталь, содеркащая углерод, хром, марганец, кремний, ванадий, бор, церий, железо, дополнительно содержи никель и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.:углерод 0,5-1 8Хром 5-15Марганец 3,0-4,0 Кремний Ог 5"О/7 Ванадий 0,5-1,0 Бор 0,05-0,25Церий 0,05-0,20 Никель 0,5-3,5 Алюминий 0,1-0,2 о )Келезо ОстальноеПри этом должно соблюдаться соотношение хрома к углероду равное 9:10. Отклонение от указанного соотношения снижает микротвердость карбидной Фазы, что приводит к:снижению износостойкости стали. Содержание углерода в интервале 0,5-1,8 обусловлено образованием оптимального количества карбидной фазы в структуре стали, что способствует повышению относительной иэносостойкости. Содержание углерода ниже 0,5 недостаточно10 для образования первичных карбидов,а при содержании более 1,8 количества карбидной фазы превышает допустимое, что приводит к резкому ухудшению механических свойств.Легирование стали хромом обуславливает получение определенного типакарбида на основе хрома - Ме 7 С. Присодержании хрома менее 5 карбидХеС еще не образуется, а легиро 0 вание сталихромом более 15 приводитк перестройке структуры карбида отГ 1 еС 3 к МеСб, что снижает ударнуювязкость и износостойкость стали. Отклонение соотношения хрома к углеро,цу равное 9;10 снижает микротвердостькарбидной фазы, что приводит к снижению иэносостойкости стали.Элементы ванадия и бора вводят длялегирования карбидной Фазы, При содерканин ванадия и обора ниже, чем соот ветственно 0,5 и 0,05 их влияние ещене ощущается, Превышение содержанияэтих элементов выше соответственно1,0 и 0,.25 приводит к образованию,самостоятельных карбоборидов вана,ция, что снижает прочностные характеристики стали,Элементы кремния и алюминия вводятся в сталь в качестве раскислителей для обеспечения полного усвое ния .хрома и ванадия, Нижний пре,цел содержания кремния 0,5 и алюминия 0,1 обусловлен их минимальным количеством, при котором их влияние начинает ощущаться. Содеркание кремния и алюминия выше соответственно 0,7 и 0,2 приводит к образованию Ферритной фазы в структуре стали за счет Ферритообразующих свойств кремния и повышению пленообразования эа счет алюминия.И то, и другое ухудшает механические свойства стали, снижает ударнуювязкостьМарганец и никель вводят в стальв качестве аустенитообразующих 55 элементов. При содержании марганцаи никеля ниже соответственно 3и О, 5 не достигается требуемой стабильности аустенита, При этом большое количество мартенситной составляющей в структуре стали увеличит твердость, но снизит ударнуювязкость стали.Сталь выплавляют в индукционнойплавильной печи ЛП 3-67, Термообработку стали проводят по следующему,8 , 0,8 1,1 1,92 15 Химический сост ма У Ч С кг см 05 Остальное 1,0 Извест,6 5ная 0 5 Йред- лага 10 03 а 20,22 530 0 0 режиму: 2-х ступенчатый отжиг при930 ОС в течение 2-х часов и при650 С в течение 8 ч, нормализацияОот 950-1000 фС, отпуск при 500 С втечение 2-х часов.Структура стали после полнойтермической обработки представляет собой металлическую аустенитомартенситную основу и комплексных карбидов хрома типа ИС.Химический состав сталей ч ихмеханические свойства после тер мической.обработки приведены втаблице. Продолжение таблицей еханические свойства Относительная иэносостой" кость1062302 Составитель Е.НикандроваРедактор Н.Рогулич ТехредЛ.Микеш Корректор А,Ильин 10163/30 Тираж 627 ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и бткрытий113035, Москва, Ж, Рауюская наб., д. 4/5 Заказ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Предлагаемая литая сталь обеспечивает повьзаение ударной вязкости и относительной из носостойкости на 20-40 по сравнению с известЬой сталью при сохранении твердости на прежнем уровне.Ожидаемый экономический эффект составит 450 тыс. рубв год. Экономический эффект достигается за счет исключения из состава дорогих и дефицитных молибдена, вольфрама, кобальта, увеличения в 2 раза срока службы деталей узлов, работающих в условиях абразивного и ударно-абразивного износа.