Сталь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СООИАЛИСТИЧЕСК 19) 01) 6 СПУБЛИК 51)4 С 2/4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ИЕ ИЭОБРЕТЕНИ О ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 2 УССР в,СССР 0 54) 57) СТАЛЬИзобретениии, в частиционным срочности,металм коным уровк сти к литейньисфХе лур стр алям с заданн пластичности да н йв.П.Мухин4(088.8)свидетельствоС 22 С 38/48, 1ОСТ 26-07-402 ной вязкости, Целью изобретенияявляется повышение жидкотекучести,ударной вязкости, снижение чувствительности к концентраторам напряжения и улучшение обрабатываемостирезанием. Повышение этих характеристик достигается дополнительным легированием бария. Литейная конструкционная сталь содержит, мас,7: углерод 0,12-020; кремний 0,05-0,17;марганец 0,80-1,20; хром 0,10-0,50;никель 0,10-0,50; молибден 0,15-0,3алюминий 0,01-0,05; кальций 0,010,04; редкоземельные металлы 0,010,06; барий 0,005-0,01; железо остальное, при суммарном содержаникальция и бария не выше 0,045 ма4 табл.Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным конструкционным сталям с заданным уровнем прочности, пластичности и ударной вязкости. 5Целью изобретения является повышение жидкотекучести, ударной вязкости и снижение чувствительности к концентраторам напряжения, улучшение обрабатываемости резанием.10Дополнительное введение в состав разрабатываемой стали бария объясняется его высокой раскислительной способностью, лишь немногим уступающей кальцию. Барий предохраняет кальций от вторичного окисления и тем самым обеспечивает его стабильное содержание в стали. Барий как и кальций известен как эффективный глобуляризатор неметаллических включений, Форма и характер распределения которых во многом определяют ударную вязкость, обрабатываемость резанием ичувствительность сталик концентраторамнапряжений, Последний фактор наиболее25 чувствителен к форме и распределению включений, так как их остроугольная форма и сосредоточение на границах зерен является основным источником зарождения микротрещин, особен но 30при испытаниях на усталостную прочность, За счет высокой раскислительной способности барий не только снижает угар кальция, но и заметно повышает жидкотекучесть стали. 35Плавки стали проводились в индукционной печи МГПметодом переплава. При фракционной разливке сталь обрабатывают различными добавками алюминия, кальция, РЗМ и бария, что 40 обеспечивает получение составов сталиприведенных в табл. 1. Все составы стали подвергаются механическим испытаниям при обычной 45 и отрицательной температурах, металлографическим исследованиям для изучения неметаллических включений, испытаниям на усталостную прочность и обрабатываемость резанием. Для 50 проведения этих испытаний опытнымисоставами стали заливают разовыетрефовые формы, изготовленные вземлю. Иэ разовых форм изготавливаютобщепринятые образцы на растяжениеи ударную вязкость. Одновременно стрефовыми формами заливают опытнымисоставами стали земляные формы ввиде прутков для изготовления образцов для усталостных испытаний с радиусом надреза 1,5 мм и на обрабатываемость резанием.Результаты механических испытаний, на жидкотекучесть, исследований не- металлических включений приведены в ,табл. 2,В табл. 3 представлены результаты испытаний составов стали на усталостную прочность. При этом образцы имеют постоянный рациус надреза 1,5 мм (или без него), что позволяет судить о чувствительности стали к концентраторам напряжений при эксплуатации,Как видно из табл. 3, предлагаемаясталь по сравнению с известной имеет более высокую величину предела усталости при испытании опытных образцов как без надреза, так и с надрезом, Последний фактор имеет важное значение, так как характеризует надежность работы отливок и свидетельствует о снижении чувствительности стали к концентраторам напряжений.Сравнение результатов, приведенных в табл. 4, показывает, что предлагаемая сталь характеризуется .более высокими показателями резания при одинаксуом износе режущего инструмента. Так, скорость резания повышается с 23 до 24-28 м/мин, а класс чистоты поверхности стали после резания - с 4 до 5-6-го.Формула из об ре те ни яСталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, кальций, редкоземельные металлы и железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения жидкотекучести, ударной вязкости, снижения чувствительности к концентраторам напряжения и улучшения обрабатываемости резанием, она дополнительно содержит барий, при следующем соотношении компонентов, мас,%:Углерод 0,12-0,20 Кремний 0,05-0,17 Марганец 0,80-1,20 Хром 0,10-0,50 Никель О, 10-0,50 Молибден 0,15-0,30 Алюминий 0,01-0,05 Кальций 0,01-0,04Редкоземельныеметаллы 0,01-0,0612948 б 9 причем суммарное содержание кальцияи бария не превышает 0,045 мас.7. 0,005-0,0 10Остальное БарийЖелезо Таблица 1 Содерввнне омпонентов нас.Т Составстали 1 Т Углерод Кремний МарганеХромНикельМолибден Алюминий КальцийФ РЗМ Барий Велеэо Известный 0,18 0,37 Остальное 0,84 0,42 0,18 0,01 0,04 0,16+20 С -60 С Иэвест"ная 125 185 69 425 25 538 65 214 542 426 26 160 212 25 424 541 163 215 76 544 42727 543 426 26 4,43 5 ЭО 160 23 72 533 445 И р и м е ч а н и е. Термическая обработка опытных образцов всех составов стали включает закалку при 920 С и отпуск при 680 С в течение 35 ч с охлакцениен на воздухе. Таблица 3 Состав стали Покаэат естн 2 адреза, мм Без надреза 1,5 Беэ надреза 3,5 Беэнадрез 15 Беэнадре Предел уста- лости 28,5 24 э 6 28 2 2,2 29,4 24, 0,2 0,08 2 О 15 О 05 3 018 012 455 4,95 510 4,32 527 . 4,37 0 020,03 0,010,01 0,005О, 04 00070,06 0,0091294869 Т а б л и ц а 4 Опытные составы стали Показателиобрабатываемости Известные Скорость резания,м/мин 2 23 2 Класс чистотыповерхности 6 Составитель С, ДеркачеваРедактор Н. Лазаренко Техред И.Попович Корректор А. Обручар Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1 Заказ 565/29 Тираж 605 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5