Сталь

(0 С 22 С 38/32 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) СТАЛЬ, содержащая углерод,кремний, марганец, хром, молибден,ванадий, алюминий, бор и железо,отличающаяся тем, что,с целью повышения сопротивления.хрупкому разрушению, она содержиткомпоненты при следующем соотношениимас.7:УглеродКремнийМарганецХромМолибденВанадийАлюминий Железо ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский ордена ОктябрьскойРеволюции и ордена Трудового КрасногоЗнамени институт стали и сплавов(56) 1. ГОСТ 3547-57, Сталь 9 Х 2 МФ.2. Авторское свидетельство СССРР 804709, кл. С 22 С 38/32, 1981. 0,9-1, 1 0,2-0,4 Оэ 8-1 эО 2 ф 8 Зэ 3 0,5-0,7 Оэ 15 0125 Оэ 08 Оэ 12 0,003-0,007 Остальное1093724 25 Изобретение относится к металлургической промь,шленности, в частности к сталям, предназначенным для деталей, работающих в условиях износа и высокого контактного давления. 5Известна сталь 9 Х 2 МФ 1 3.Основными недостатками стали являются низкая прокаливаемость при объемной закалке деталей массой свыше 100 кг и недостаточная теплостой кость. При этом требуемая по условиям эксплуатации твердость готовых деталей (более 60 НКс) может быть получена после закалки и низкого отпуска.при 160-180 С. Такая обработ ока приводит к преждевременному выходу деталей из строя из-за хрупкого разрушения.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигае мому эффекту является сталь23, содержащая, мас. :Углерод 1-2,2Кремний О, 15-0,35Марганец 0,15-0,4Хром 5,5-12,5Ванадий 0,15-0,7Молибден 0,4-1, 5Иттрий 0,2-0,5., Бор 0,015-0,025 ЗоАлюминий 0,5-0,9Железо Остальное Недостатком известной стали является низкое сопротивление хрупкомуразрушению.Целью изобретения является повьнпение сопротивления хрупкому разрушению,.Э га цель достигается тем,что стальсодержащая углерод, кремний, марганец,40хром, молибден, ванадий, алюминий, О.,бор и железо, содержит компоненты прйследующем соотношении, мас.%;Углерод 0,9-1,1Кремний 0,2-0,4Маргенец 0,8-1,045Хром 2, 8-3,3Молибден 0,5-0,7Ванадий 0,15-0,25Алюминий 0,08-0,12Бор 0,003-0,007Железо ОстальноеУказанное содержание углерода обеспечивает высокую твердость 62-60 НК закаленной стали, отпущенной при220-250 оС. При содержании углерода менее 0,9% снижается температура отпуска для получения укаэанной твер дости, что ведет к повьппению хрупкогти. При содержании углерода более 1,1 уменьшается способность к пластической деформации.Кремний в указанных количествах не является легирующнм элементом, а действует как раскислитель.Марганец вводися для увеличения прокаливаемости, При содержании марганца менее 0,8% прокаливаемость уменьшается, содержание марганца ) 17 повьппает склонность к росту зерна, а это приводит к снижению ударной вязкости, Содержание хрома в указанных пределах повышает прокаливаемость. Присодержании хрома менее 2,8% прокаливаемость уменьшается, повышение содержания хрома ) 3,37 приводит к карбидной ликвации, усиливающейся сувеличением веса поковки или отливки,Молибден в указанных пределах действует как и хром: повышает прокаливаемость стали и ее теплостойкость при температурах отпуска 600-650 С до 50-40 НКс, расширяет область применения предлагаемой стали как тепло- стойкого материалаПри содержании молибдена менее 0,5% уменьшается про" каливаемость стали, а увеличение содержания молибдена 0,7%, удорожая сталь, не увеличивает существенно ее прокаливаемости. Содержание ванадия в указанных пределах препятствует росту зерна 1 стали в процессе нагрева под ковку. При содержании ванадия менее 0,15% его влияния на рост зерна не ощущается. При содержании ванадия более 0 257 огрубляется структура стали.ф 0Введение алюминия и бора ведет к измельчению зерна и снижению чувА вительности стали к хрупкому разрушению. При содержании алюминия менее 0,08 его влияния не ощущается. При содержания алюминия свьппе О, 127 его способность измельчать зерно резко снижается и структура становится крупнозернистой.Содержание бора менее 0,003% не обеспечивает повышения ударной вязкости, а свыше 0,007% - ведет к красноломкости из-за наличия низкоплавкоФ эвтектики.Проведено сравнительное исследование плавок предлагаемого состава стали и известного, Состав выплавленных плавок приведен в табл, 1., 1093724 Таб.лица 1 Плавка Сталь Компоненты и их содержание, мас,781 и Сг Мо Ч А 1 1 0,9 0,2 0,8 2,8 0,5 0,15 0,08 Предлагафемая 0,003 - Остальное 0,005 - То же 2 1,0 0,3 0,9 3,05 0,6 0,2 0,13 1,1 04 10 33 07 025 012 0,007 Извест 4 1,0 0,15 0,15 5,5 0,4 0,15 0,5 0 2-"- Э О, 1.5 ная 5 1,6 0,25 27,5 9,0 0,95 0,42 0,7 0,02 0,35-"6 2,2 0,35 0,40 12,5 1,5 0,7 0,9 0 5 -11- 1 0,025 л 7Металл выплавляли в индукционнойпечи. Слитки весом 12 кг проковывались на заготовки ф 18 мм. Заготовкивсех плавок проходили отжиг по режиму: температура нагрева 860 С - 1 ч, 2охлаждение с печью до 700-720 С, выдержка 1,5 ч, охлаждение с печью.Твердость после отжига 220-240 НВ,Прокаливаемость и теплостойкостьопределялись на образцах ф 15 мм,- 15 мм. Ударная вязкость и сопро Составгивление хрупкому разрушению при испытании на изгиб определялись настандартных призматических образцахс надрезом Менаже по ГОСТ 1497-73на машине типа ИМА. Оценкой прокаливаемости является твердость, полученная на образцах ф 15 мм, Ь =15 мм, охлажденных при закалке с3 65 65 60 48фиксированной скоростью в перлитномНа основании опытных данных, полученных при зачеканке термопар в реальные детали, выбраны скорости охлаждения 8500, 3500, 2400 и 800/ч,соответствующие скоростям охлажденияв масле .сечений 50, 120, 360 и 600 ми. Теплостойкость определялась по твердости, полученной на закаленных образцах, отпущенных в интервале температур 200-650 С, время выдержки при температуре отпуска - 4 ч.В табл. 2 приведены данные прокаливаемости предлагаемой стали. Таблица 2 Твердость НК при охлаждениис 930 С со скоростью, .С/ч 1 65 65 2 65 65 60 40 60 45 В табл. 3 приведены данные по теп.юстойкости плавок, которая определяется твердостью, полученной при отпуске закаленных образцов.Табли а 3 1 930-20 в масло 65-66 60 60 58 54 50 40 60 60 58 54 50 40 60 60 58 54 50 40 62 2То же 65-66 62 62 3 65-661093724 Режим термообработки Твердость, Разрушающая Карбидная неодНКС нагрузка, Н нородность,баллыСоставстали Предлагаемая Ниже 1 (нет избыточных карбидов) Закалка при 930 С вмасло + отпуск при300 С - 2 ч, воздух 60 19,300 19,000 18,900 60 То же То же 60 Известная Закалка при 1030 С вмасло + отпуск при 200 С2 ч, воздух 60 3-4 16,300 15,400 13,200 3-4 60 То же 60 Составитель Л.СуязоваТехред Т.Дубинчак Корректор О.Билак Редактор Н.Егорова Заказ 3380/23 Тираж 603 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 Сопротивление хрупкому разрушениюоценивали по величине разрушающейнагрузки, полученной при испытаниина изгиб, Испытание проводилось настандартнык ударных образцах с надреИз анализа данных табл, 4 следует, что в предлагаемой стали отсутствие карбидной неоднородности (1 балл) повышает сопротивление хрупкому разрушению.Для получения высокой рабочей твердости инструмента (НКС = Ю) предлага 4 О емая сталь нагревается на температуру закалки 930 С, а известная требует нагрева под закалку 1030 СПредлагаемая сталь обладает более высокой отпускоустойчивостью: закалочные напо ряжения при отпуске при 300 С снимазом Менаже на разрывной машине типа ИМА. Карбидная не- однородность сталей определялась по ГОСТ 59-5073,5 Данные приведены в табл, 4.Таблица 4 ются в большей степени, чем при отпуске при 200 С.оПредлагаемая сталь рекомендуется для валков холодной прокатки и пуан-. сонов холодной высадки. По условиям работы сталь должна иметь в состоянии высокой твердости (60 НК ) повышенное сопротивление хрупкому разрушению.Экономическая эффективность от применения стали для калибров станов ХПТ, ХПТсоставит 500.000 руб. в год.