Сталь

(54) СТАЛЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к областиметаллургии, а именно к сплавам, которые могут быть использованы дляизготовления отливок, склонных к образованию горячих трещин с полнойили частичной механизацией операцийотбивки литников и прибыпей от отливок. Цель - устранение склонностиотливок к образованию горячих трещинпри одновременном сохранении низкихзначений ударной вязкости в литомсостоянии. Это необходимо для обеспечения легкости отбивки литникови прибылей от отливок и механизацииэтого процесса. Сталь содержит,мас.Х:С 0,12-0,45; 81 0,20-0,60; Мп 0,350,90; Сг 0,01-0,30 р И 0,01-0,30;Си 0,01-0,30; А 1 0,01-0,10 в Т 1 0,050,15; Са 0,001-0,04; 2 г 0,01-0,07 иГе - остальное, при этом содержание2 г должно удовлетворять следующемуусловию: 0,4 в(0,4 о-с) 0,09 у, Ег 0,01+ ЯИзобретение относится к металлургии, а именно к сплавам, используемым для изготовления отливок.Цель изобретения - устранение5склонности отливок к образованию горячих трещин при сохранении низкихзначений ударной вязкости в литомсостоянии.Сталь плавят в индукционных 60-килограммовых печах с основной Аутеровкой. Иихту и присадки подбираютиз расчета получения требуемого состава. Алюминий вводят в виде проволоки, кальций - в виде силикокальцця 15с 30 Са, титан - в виде Аерротитана с 32-35 Т 1, цирконий - в видесиликоциркоция с 50 . 2 г. Содержаниетитана во всех случаях получают впределах, оговоренных корректировочной Аормулой прототипа:0,0751(0,45-С) 0,35+(0,06-8)О 02 ъ, Тх ъ 0,05+(0,45-С) г, 0 6+(0,06-Б) 0,1. (1)Содержание циркоция в предлагае 25мых сталях изменяют от 0,01 до 0,07 .с учетом корректировочной Аормулы:004+(045 С)009 ъ, 2 г Р, 001+(0,45-С) 0,06. (2)30Данные по химическому составуплавок предлагаемых и известных сталей приведены н табл. 1 и 2,Из каждой плавки заливают одинаковые партии отливок в сильной степени склонных к образованию горячих 35трещин, а также образцы для механических испытаний по ГОСТ 977-75,Затем определяют брак отливок погорячим трещинам, ударную вязкостьв литом состоянии и (после пронедения нормализации от А с + 50 С) механические свойства при комнатнойтемпературе(6 6, 1, , КСЧ+20 С)и ударную вязкость при отрицательных температурах (КСЧ - 40 С), Эти 45данные приведены в табл, 2,Анализ данных табл,2 показывает,что если концентрация и сталях находится в целом в пределах 0,010,07 и при каждом содержании углерода лежит в пределах, определяемыхкорректировочной формулой (2), тоударная вязкость в литом состояниилежит примерно в тех же пределах(9-13 Дж/см ), что и в известной 55стали (10-14 Дж/см ), а брак по го 2рячим трещинам окаэывается равнымнулю, тогда как в известной сталион находится в пределах 16-27 . МеталлограАическимц исследования ми установлено, что в известной стали присутствует значительное количество расположенных н основном по границам зерен дендритцых и пленочных включений типа нитридов, карбонитрцдон Т или комплексов, состоящих из Т 1, Мп, Са, Б, О, И, С, В условиях затрудненной усадки в этих местах и зарождаются горячие трещины, которые развиваются в процессе дальнейшего охлаждения, При дополнительном вводе в сталь ццркоция изменяются состав, Аорма и расположение включений, Во включениях дополнительно обнаруживается 2 г. Дендритные и пленочные включения становятся компактными, более мелкими и равномерно расположенными в объеме отливки, Места преимущественного зарождения горячих трещин исчезают и трещиноустойчивость сплана повышается. Дополнительными Аакторами повышения трещиноустойчивости являются дальнейшее измельчение первичной структуры, уменьшение содержания н растворе кислорода и повышение прочностных и пластических свойств сталив температурном и интервале хрупкости, ЭАфект дисперсионноготвердеция стали с выделением при температурах ниже 700 С когерецтно связанных с матрицей карбидов, нитридов и карбонитридов Т 1, обеспечивающий получение низких значений ударной вязкостив литом состоянии, при этом сохраняется.Таким образом, дополнительныйввод н известную сталь циркония впределах 0,01-0,07 и с учетом корректировочной формулы (2) обеспечивает устранение склонности отливокк образованиюгорячих трещин приодновременном сохранении низкихзначений ударной вязкости в литомсостоянии (менее 15 Дж/см ), необхо 1димой для обеспечения легкости отливки литциков и прибылей от отливкии механизации этого процесса,Из данных табл, 2 также видно,что н сталях одинакового химического состава и одинакового режима термообработки (нормализация от А+о )50 С) дополнительный ввод оптимального количества циркония наряду сполным устранением брака по горячимтрещинам повышает предел прочностии предел текучести на 5-8 , относи1381195 Углерод О, 12 - 0,45 Кремний 0,20 - 0,60 Марганец 0,35 - 0,90Хром 0,01 - 0,30Никель 0,01 - 0,30 Медь 0,01 - 0,30 Алюминий 0,01 - 0,10Титан 0,05 - 0,15 Кальций 0,001 - 0,04 Цирконий 0,01 - 0,07Железо Остальное причем содержание циркония удовлетворяет следующему соотношению: 0,04+(0,45-С) 0,09 ъ 2 г э 0,01 + + (0,45-С) 0,06. на дно ковша перед его установкой для разогрева; в ковш на струю металла после наполнения ковша на 1/4 - 1/3 объе ма на желоб печи перед выпуском ста Таблица 1 1111.1 С Б Ип Б Р Сг И Си А 1 Т Са Ге 0,010 0,15 0,001 Ос,таль, ное 0,045 0,06 0,020 "-" 1 0,12 0,20 0,35 0,020 0,020 0,01 0,01 0,0111 0,35 0,40 0,68 0,042 0,043 О, 15 О, 15 О, 15 111 0,45 0,60 0,90 0,060 0,060 0,30 0,30 0,30 О, 1000 0,06 0,040 тельное удлинение и относительное сужение на 10-152, ударную вязкость при комнатной температуре на 15-353, ударную вязкость при -40 С на 35- 557.5Кроме того, установлено, что присадки циркония повьппают жидкотекучесть, несколько снижает линейную усадку, увеличивают объем концентрированной усадочной раковины при одновременном уменьшении глубины ее залегания и повышают плотность стали. При заливке стали с цирконием из стопорного ковша струя значитель но меньше разбрыэгивается, что облегчает заливку и способствует снижению брака отливокПовышение жидко- текучести и улучшение условий заливки ведет к снижению брака по порезу 20 на 30-507, Уменьшение глубины залегания усадочной раковины (несмотря на увеличение ее объема) ведет к снижению брака отливок по усадке на 30-40 Х. 25Технология выплавки предлагаемой стали не меняется по сравнению с используемой для известной стали, а присадка циркония (металлического ипи в виде различных лигатур) может 30 осуществляться одним из следующих способов: лив виде кускоВ феРРосплавов в алю 40 миниевой штанге, устанавливаемой в ковше перед выпуском стали,Полное устранение брака по горячим трещинам при одновременном увеличении прочностных и особенно пла.стических свойств и ударной вязкостипри комнатной и отрицательных температурах способствует повышению надежности работы машин и сооружений(в том числе в зимнее время и в условиях Крайнего Севера) и позволяетснизить массу отливок и, как следст-,вие, массу машин и сооружений с экономией металла. формула изобретения Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь,алюминий, титан, кальций и железо,причем содержание титана удовлетворяет следующему соотношению:0,075+(0,45-С) 0,35 + (0,06-8) "ф 0,2 э Тд Ф 0,05 + (0,45-С) 0,6 +(0,06-8) О, 1,отличающаяся тем, что,с целью устранения склонности отливок к образованию горячих трещин,она дополнительно содержит цирконийпри следующем соотношении компонен-,тов, мас.7:+ зое Иеквиические оеаином от А сннн УдаРнак вовстнв,но- в орнчнмренинег,357,1 3 оставитель С,Де ехред И.Попович Редактор М.Петров аказ 1167/29 Тираж 594 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская набев д, изводствеиио-полиграфическое предприятиеО,2 9 17 0,35 1 О 111 0,45 11кекость,в питом со ачеваКорректор Ч,Король город , ул,Проектная,