Литейная сталь

09) И 1). р С 22 С 38/38 РЕТ ЕЛЬСТВУ и п она дополните ниобий при сл понентов, мас 12-0,20 глерод 4,5-5,50,10-0,4 Марган о С мний 1,0-2,0(54)(5 содержащая хром,алюминий а я с я я прочнос углерод молибде и желез тем, чт арий 001-0,05 стальное и Железо СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О 1 НРЫТИИ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(56) 1Авторское свидетельстУ 865958, кл. С 22 С 38/38, 12. Авторское свидетельствоВ 908919, кл. С 22 С 38/38, 13. Авторское свидетельствозаявке И 3286411/22-02,л. С 22 С 38/38, 18.02.82. ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ,арганец, кремнииванадий, кальциотличаюс целью повышен нии ударной вязкости ьно содержит барий и дующем соотношении к..0,05-0,80 Медь Остальное Железо Остальное Железо 0,15-0,252,15-4,22,0-5,00,3-0,460,1-0,350,1-0,5Остальное УглеродМарганецХромМолибденВанадийКремнийЖелезо 0,12-0,20 4,5-5,5УглеродМарганец Изобретение относится к металлургии, а именно к легированным сталям, в частности к сталям для элементов литых конструкций горно-обогатительных машин, работающих в условиях контактно-ударного нагружения, абразивного воздействия и трения, и может быть использовано при изготовлении быстроизнашивающихся деталей дробильно-размольного оборудования, пластиняатых питателей и других машин.Известна сталь 1 следующего хи. мического состава, мас.%: Редкоземельныеметаллы 0,001-0,01 Недостатком данной стали является невысокая ударная вязкость при отрицательных температурах. Известна сталь 2 следующего хи.мического состава, мас,%: Недостатком указанной стали является невысокая ударная вязкость, особенно при низких температурах. а также плохая обрабатываемость резанием, что снижает качество отливок, стойкость режущего инструмента и производительность механической обработки. Кроме того, влч указанной стали несбходим отцу к при низких температурах, что неприемлемо для деталей машин тяжелогомашиностроения из-за больших размеров, Обеспечить равномерность отпуска при 200-300 С для больших деталей с различным сечением практически невозможно, а проведениеотпуска при высоких температурахдля предотвращения отпускной хруп О кости требует ускоренного охлаждения. Ускоренное охлаждение вызываечсильное коробление деталей.Наиболее близкой к предлагаемойявляется сталь 31 следующего химического состава, мас.%: 20Кремний 0 10-0 40Э УХром 1,0-2,0 Кальций 0,005-0,0230 Азот 0,005-0,05 Известная сталь хорошо работаетпри нагрузках на полотно пластинчатого питателя, не превышающих б в 105- 120 кгс/мм. Однако при эксплуатации часто возникают ситуации, когда с высоты .более двух метров падают на полотно куски исходного материала размерами от 500 до 1400 мм и.массой более 2 т, что вызывает возрастание наг рузки на полотно до 130-140 кгс/мм 2 и выводит пластинчатые питатели из строя, вследствие чего необходимо .создание более прочной стали.Цель изобретения - повышение прочности при сохранении высокой ударной вязкости.Поставленная цель достигается тем, 0 что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, молибден, вана дий, кальций, алюминий и железо, дополнительно содержит барий и ниобий при следующем соотношении компонентов, мас,%..надня.Предлагаемая сталь имеет хорошиелитейные снойства, технологична при,термообработке, так как не требуетспециальных охлаждающих сред.н имеет малую деформацию,Для подтверждения оптимальности,состава предлагаемой стали в основной электродуговой печи выплавляютопытные плавки.В табл. 1 дан химический составпредлагаемой стали,Ниобий вводят в ниде шлака, содержащего окислы ниобия. Отливки опытных плавок термообрабатывают по режиму: закалка от 900 фС на воздухеи отпуск при 600 С, После проведе 0ния окончательной термической обработки исследуют механические свойства опытной стали в сопоставлениис известной.Результаты испытаний приведеныв табл. 2 и 3.Испытания на растяжение проводятпо ГОСТ 1497-73 на цилиндрическихобразцах диаметром 10 мм с расчетной длиной 50 мм,Определение ударной вязкости проводят пр ГОСТ 9454-78 на образце типа.1 при нормальной температуре нпо ГОСТ 9455-78 при минусовых температурах.Жндкотекучесть стали определяютс помощью спиральной пробы трапецеидального сечения ОФЗКЗ мм и мернойлитниковой чаши с термопарой. Специальная перегородка разделяет поло ть чаши и стояк" что устраняетвлияние ферростатического напора идинамического удара струи металла,обеспечивая хорошую воспроизводимостьрезультатов исследования. Перегревметалла нвд ликвидусом в среднем составит 1 ОО-.150 оС. Из одной плавки заливают 5 спиралей прн разных темпера-,турах,КремнийХромМолибденВанадийКальцийАлюминийБарийНиобийЖелезо О, 10-0,40 1,0-2,00,10-0,25 0,25-0,45 0,001-0,02 0,005-0,10 0,001-0,02. 1 О0,001-0,05Остальное Предлагаемое соотношение компонен 15 тов стали является рациональным для обеспечения высокой прочности при сохранении ударной вязкости, вследствие чего предлагаемая сталь отличается от известной более высоким содержанием углерода (0,12-0,20 против 0,05-0,10), что повышает прочность стали и износостойкость, уменьшает стоимость стали, так как можно исполь. зовать дешевые углеродистые ферросплавы, дополнительным содержанием, бария 0,001-0,02), что способствует увеличению глобуляризационного воздействия кальция на неметаллические включения. Барий существенно предо-, храняет угар кальция, так как сам30 является сильным раскислителем. Одновременное введение кальция и бария увеличивает число глобулярных включений, чем при введении их в отдельности, которые способствуют десульфу-З 5 рации стали, очищению границ зерен, измельчению дендритной структуры, что значительно повышает ударную вязкость, особенно н присутствии алю. миния, дополнительным содержанием ниобия 0,001-0,057), что уменьшает склонность марганцовистой стали к росту зерна, сдвигает порог хладно-: ломкости в область низких температур. Ниобий в количестве до 0,053 уменьшает интервал хрупкого отпуска и отпускной хрупкости стали, вслед 1 ствие того, что ниобий образует стой 1кие карбиды, которые не переходят Ы при закалке в твердый раствор. Таким образом, часть углерода связана в карбиды ниобия н карбидов марган- ца будет меньше. Повышенная хрупкость марганцовистых сталей при от пуске обычно связана с выделением большого количества карбидов марган ца. Особенно эффективно воздействие Жидкотекучесть предлагаемой стали выше жидкотекучести известной.Таким образом, предлагаемая сталь по сравненюо с известной имеет более высокую прочность при сохранении высокой ударной вязкости и, следователь. но, более высокую эксплуатационную стойкость за счет сокращения поломок.По сравнению с пластинами пластинчатых питателей, изготовленных нз стали 35 ХИФЛ, используемой для этих де1082860 талей, эксплуатационная стойкостьпластин, изготовленных из предлагаемой стали, выше примерно в 2 раза. Содержание элементов, вес,781 Мп Р Б Сг Мо Ч А 1 Ва С СаВЬ 0,12 0,10 4,50 0,025 0,03 1,00 0,10 0,25 0,005 0,001 0,001 0,001 0,15 0,31 4,85 0,020 0,02 1,49 0,18 0,37 0,025 0,005 0,007 0,027 0,20 0,40 5,50 0,030 0,035 2,00 0,25 0,45 0,10 0,02 0,02 0,05 Т а блица 2 а, кг см/см кгсммф+20 С -60 С Предлагаемая 9,0 12,0 50 20,0 10,5 95 11,5 20,5 10,0 12,5 48 25,0 10 13,5 60 115 Известная Таблица 3 Длина спирали, мм Сталь Известная Предлагаемая 650 700 695 685 1600 630 620 1590 560 580 570 575 530 540. 1550 420 440 1530 ВНИИПО Заказ 1. 83/2 б Тыр,а 6 Оф Подписное филиал ППП нПатент", г.Уагород, ул.Проектым, 4 Температураметалла вчаше, С 135,0 140,0 149,5 19,0 18Годовой экономический эффект отповышения эксплуатационной стойкостисоставит 110000 руб.Таблица 1