Сталь

(54)(57) СТАЛЬ, сод кремний, марганец, титан, редкоземельнь н железо, о т л и ч тем, что, с целью п абразивной износосг вязкости при сохран и литейных свойств, тельно содержит мол и бор при следующем понентов, мас.7:Углерод ржащая углерод,хром, ванадий,е металлы (РЗМ)а ю щ а я с явышения ударнойкости и ударнойнии механическихсталь дополнибден, алюминийсоотношении комУССРучионстик,КремниМарганХромВанадиТитанРЗМ й МолиАлюмин н й лезо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ САНИЕ ИЗО(46) 15.05.86, Бюл, В 8 (71) Институт проблем литья АН и Всесоюзный государственный на исследовательский и проектный н тут асбестовой промышленности (72) В. И, Тихонович, В. К. Едемский, ББ, Винокур, С. Е. Кондра Г, Г, Луценко, В. Б. Киселев, В, Д, Павлюк, Н М, Карасев и А. К. Мякишев(53) 669 14 0182(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР У 1081233, кл. С 22 С 38/38, 982Авторское свидетельство СССР В 929735, кл . С 22 С 38/38, 1980.Авторское свидетельство СССР У 350859, кл. С 22 С 38/58, 1971.12310 Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталям, и может быть использовано для изготов" ления литых деталей дробильного оборудования обогатительных фабрик, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного износа.Цель изобретения - повьппение ударно"абразивной износостойкости и ударной вязкости стали при сохранении 10 механических и литейных свойств.П р и м е р. Стали выплавляли в дуговой печи ДСПс основной футеровкой. В качестве шихтовых материалов использованы гостированные ферро сплавы, ванадиевый шлак и стальной лом. В завалку давали стальной лом, ферромарганец, феррохром и ванадиевый шлак. По расплавлении завалки в жидкую ванну вводили ферромолибден и ферротитан, вковш в алюмин и сцемиш и ферробор - после заполнения ковша на 1/4 жидким металлом.Температура выпуска составлялао 1480-1500 С, температура заливки 1360-1390 С.Сталь подвергалась термообработке в проходной печи по следующему режиму: нагрев до 1050-1100 С, выдержка 3 ч ени в в30 35 .указанных пределах, обеспечивает 40 45 50 55 охлажд е оду.В табл. 1 приведен химический состав сплавов; в табл. 2 - данные сравнительного анализа свойств предлагаемой стали и стали по прототипу.Механические свойства сплавов определяли по стандартным методикам, жидкотекучесть и линейную усадку - по,пробе Нехендзи-Купцова, ударно- абразивную износостойкость - на вертикальных молотковых дробилках ВМД по потере веса молотков.Введение в сплав молибдена в указанных пределах способствует увеличению степени упрочнения материала при воздействии ударных нагрузок за счет повышения гомогенности структуры сплава. Молибден совместно с другими карбидообразующими элементами (Сг, Ч, Т, Мп) образует в кристаллиЧеской решетке сплава межатомные пары Ме-С и Ме-В, тем самым связывая атомы углерода и бора и предотвращая выделение обособленных крупных карбидов и боридов в матрице сплава, чем обеспечивается максимальная однородность структуры. За счет этого сплав приобретает повышенную стойкость против ударно-абразивных 81 2нагрузок - пары атомов Ме-С и Ме-В при ударе поворачиваются вокруг сво" их центров масс, поглощая при этом энергию удара. За счет переориентировки пар Ме-С и Ме-В происходит закрепление дислокаций, находящихся в твердом растворе, вблизи указанных пар атомов, рост плотности дислокаций, что вызывает упрочнение матрицы сплава, т.е, происходит динамическое деформационное старение сплава.Кроме того, молибден совместно с ванадием подавляет диффузию атомов фосфора, находящихся в сплаве, к границам зерен, связывая их в межатомные пары Ме-Р, что предотвращает образование хрупких фосфидных эвтектик по границам зерен во время крис-, таллизации и межзеренное разрушение при ударе, тем самым повьппая ударную вяэкость сплава и его износостойкость, При содержании в сплаве менее 0,1 Ж молибден не достаточно эффективно связывает углерод, бор и фосфор и не обеспечивает требуемогоповьппения ударно-абразивной износостойкости, при содержании более0,57 в сплаве образуются обособленныекарбидные и боридные фазы типа Ме С и МеВ, однородность аустенитной структуры сплава нарушается, что приводит к понижению его ударной вязкости и износостойкости.Бор, будучи введенным в сплав в снижение температуры кристаллизациисплава, что снижает технологическуютемпературу разливки сплава. Этообеспечивает наилучшие условия кристаллизации, при которых гарантируется минимальный для данного сплава размер зерна и фиксация легирующихэлементов в. твердом растворе, чтосущественно для достижения высокойударно-абразивной износостойкостисплава. Кроме того, бор, являясьповерхностно-активным элементом, способствует подавлению диффузии атомовфосфора к границам зерен, что предотвращает межзеренное хрупкое разрушение сплава при значительных ударныхнагрузках. При содержании в сплавеменее 0,0053 бор не оказывает какого-либо эФфективного воздействия насвойства сплава вследствие мапогосодержания. Добавки бора более0,0153 нежелательны, так как приводятк образованию по границам зерен скоп1231081 Таблица 1 Составо Химический состав, мас.С 8 Мп Сг 7 Т 1. Мо РЗМ АХ В М Уе Известный 1,21 0,56 12,5 1,24 0,2 0,08 - 0,08 -- 0,34 Осталь- ное 0,90 0,30 10,0 . 0,20 0,15 0,02 О,О 0,02 0,05 0,005 - Осталь- ное 1,23 0,57 12,6 1,23 0,34 0,06 0,32 0,07 0,11 0,01 - Остальное. 1,50 0,80 15,0 2,0 0,65 0,15 0,50 О,5 0,15 0,015 - Осталь- ное Предлага 0,82 0,22 9,4 0,15 0,1 0,01 0,08 0,015 0,02 0,003 - Осталь- ное 1,62 1,3 15,3 2,74 0,69 0,18 0,61 0,21 0,22 0,02 - Осталь- ное лений (сегрегацнй) боридов и карбоборидов, что резко снижает ударную вязкость и износостойкость сплава.Введение в сплав алюминия в указанньж пределах необходимо для обеспечения эффективного торможения роста зерна легированного аустенита, Алюминий, обладая модифицирующим действием и образуя дисперсиые частицы соединений АЮ и АГ Оз, измельчает 10 первичную структуру и предотвращает миграцию границ аустеиитных зерен, При содержании алюминия в сплаве .менее 0,053 количество образующихся дисперсных частиц АЮ и А 0 Оз неве лико, и заметного влияния на торможение роста зерен аустеннта они ие оказывают, при содержании более О,5 . на границах аустенитных зерен образуются скопления (сегрегации) крупных частиц А 1 Я и АК Оз, не способные тормозить их рост - растет размер зерен, сплав охрунчивается, уменьшается его ударная вязкость и износостойкость.Предлагаемый сплав имеет большую в 1,5-1,7 раза ударную вязкость и на 30-35 более высокую ударно-абразивную износостойкость по сравнению с прототипом,Использование предлагаемой стали обеспечивает увеличение в 1,4-1,6 раз ресурса работы изделий (молотков) в условиях ударно-абразивного изнашивания, снижения за счет этого расхода металла./ Ударна вязкос К кгси/ Извест 8 г,45 9 2 53 66 9 14 0 6 6 4 9 редлаемый 4,9 8 6,9 45,4 5 7,8 34 38,7 6 8 117 2 Составитель А. Османцевдактор Е, Капе Техред И,Попович Корректор И, Эрдейи аказ 2526/31 Тираж 567ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. сное 5 Произ ственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород роектна