Сталь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК С 38/52 НИЕ ИЗОБРЕТЕН к металтейномуоиэводству ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Центральный научно-исследовательский институт металлургии и материалов, Производственное объединение "Уралмаш" и Уральский научноисследовательский институт черныхметаллов(54) СТАЛЬ 57) Изобретение относит ургии, машиностроению и роизводству, а именно к ЯО 14079 низколегированных сталей, предназначенных для изготовления литых крупногабаритных машин, эксплуатируемых в районах Крайнего Севера и Сибири. Цель изобретения - повышение хладо" стойкости, прокаливаемости и снижение склонности к хрупким разрушениям при сохранении высокого уровня прочностных свойств. Сталь для отливок содержит компоненты в следуюшем соотношении, мас.Х: углерод 0,14-0,22; кремний 0,52-0,90; марганец 0,80-1,50; хром 0,35-0,70; никель 0,03-0,40 медь 0,04"0,301 ванадий 0,06-0,131 титан 0,005-0,051 азот 0,003-0,015 алюминий 0,005-0,080 кальций 0,0001- Е 0,001; цирконий 0,005-0,041 молибден 0,02-0,15; кобальт 0,005-0,10 аелезо остальное, причем отношение суммы концентраций ванадия и титана к концентрации молибдена находится в ф пределах 0,7-6,0. 7 э.п. ф-лы, 3 табл.ейюгЮИзобретение относится к металлургий, машиностроению и литейному производству, а именно к производству низколегированных отелей, преднаэца 5 ценных для изготовления литых крупногабаритных деталей машин, например карьерных экскаваторов, буровых насосов, эксплуагируемых ц климатических условиях районов Крайнего Севера и Сибири.Целью изобретения является повышецие хладостойкостц, прокаливаемости и снижение склонности к хрупким раэ -рущеям 15При кристаллизации слитков вследствие внутренней адсорбпии межкрис - таллические сочленения оказываются обогащенными фосфором, примесями цветных металлов (медью, свинцом и 20 др,), а также ванадием и титаном, что приводит к преимущественцому выделению крупной карбоцитридцой фазы в межкристаллитных зонах, а значит к охрупчиванию металла. Введение в 25 предлагаемую сталь молибдена в указанных пределах ослабляет межатомные связи ванадия и титана с углеродом и азотом, способствуя максимальному их растворению в аустеците при 30 нагреве под закалку и повышению степени его легиронанцости и возрастанию прокапиваемос ги. После присадки н сталь кобальта и молибдена средний диаметр дисперсных частиц, равномерно35 распределенных по телу кристаллита, уменьшается в 1,7-1,9 раза, а межчастичное расстояние сокращается примерно в 2 раза, Такое распределение дисперсных частиц приводит к повышению 40 хладостойкости, снижению склонностик хрупким разрушениям,Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в табл. 1 и 2,Стали выплавляют в 400-киллограм 45моной индукционной печи с основнойфутеровкой тигля, Легирующие элементы вводят в печь н виде ферросплавов.Окончательное раскисление металлапроизводят в ковше алюминием иэ рас 50чета 0,5-0,9 кг/т и силикокальцием нколичестве 1,5-3,0 кг/т. феррокобальт в жестяных конвертах вводятна штанге в коню при заполнении егометаллом на одцу треть.Химический состав исследуемых сталей приведен в табл. 1.Металл раливают Фракционно в трефовидные пробы массой 18 кг, После отжига при 920-940 ОС ц обрезки прибылей разрезают на четыре бруска и подвергают термической обработке по режиму; аустенизация в течение 2 ч при 920-930 ОС, закалка от этой температуры н воду с последующим отпуском при 640-650 С в течение 3 ч.Механические свойства при растяжении определяют ца машине Рна образцах 6 5 мм пятикратной длины, Ударную вязкость (КСт 7) определяют на образцах с надрезом, а ударную вязкость на образцах с усталостной трещиной (КСТ) - на образцах размером 10 х 11 х 55 мм с глубиной надреза 1,5 мм и глубиной трещины 1,5 мм.Для оценки чувствительности стали к концентраторам напряжений при различных температурах рассчитана нели- чинаКСЧ - КСТПрокаливаемость определяют методом торцовой закалки на образцах диаметром 25 и высотой 100 мм. В ка- честве охлаждающей жидкости используют воду с добавкой 107. поваренной соли. Неличину полумартенситной зоны определяют путем измерения твердости по сечению образца, а также травлением циталем,Полученные данные приведены втаб,п. 2,Механические свойства исследуемыхсталей приведены в табл, 3,Предлагаемая сталь имеет высокиепоказатели ударной вязкости и прокаливаемости, обладает пониженнойсклонностью к хрупким разрушениям ичувствительностью к концентраторамнапряжений как при комнатной, так ипри отрицательных температурах,Формула изоб ретенИя1. Сталь, преимущественно для отливок, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, ванадий, титан, азот, алюминий, кальций, цирконий и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повыше ния хладостойкости, прокаливаемости и снижения склонности к хрупким разрушениям, она дополнительно содержит молибден и кобальт при следующем соотношении компонентов, мас,7:Углерод О, 14 - 0,22 Кремний О, 52 - 0,901407989 11 ирконий 0,005 - 0,04 Молибден 0,02 - О, 15 Кобальт 0,005 - О,О Железо Остальное52. Сталь по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что отношение суммы концентрации ванадия и титана к концентрации молибдена находится в пределах 0,7-6,0. табллСостав тСолараана аонлолглтоа, аг.г 1 с 11 111 с 111 с1сОрала а гас аа о,ь о,7 о 1,25 0,55 о,п о,5 о,о 9 0,03 о,оо о,о 2 о о,ооо 5 о,о 5 о,о 9 о,о 50 96,6445 О, 14 О, 52 О,ЬО О, Э 5 О, 03 О, 04 0,06 О, 005 О, 003 О, 005 0,0001 0,005 О, 02 0,005 9 Ь,О ЬЬ О 13 О 51 . О 79 О 34 О 02 0 03 0 05 0 004 О 002 О 004 О 00005 О 004 О О 0 004 96, 10195 О, 04 0,15 О, 1 О 95,414 О, 22 О, 90 1, 50 О, 70 О, 40 О, 30 О, 13 0,05 О,О 5 О, 060 О, 00 о,ь о,о 1,г 5 0,55 о,п о,5 о,3 о,о 5 о,оо о,ого о,ооо 5 о,о 5 0,03 о,о 5 о 9 а,аа О, 1 Ь О, 70 1, 25 О, 55 О, 22 О, 1 5 0,04 О, 005 О, ОО О, 020 О, 0005 0,0 5 0,093 0,050 9 а,6965 Иаэастша 96, 1119 97,2037 96,067 015 0,15 1, О 0,20 0,03 0,20 0,03 0,01 О,ООЭ 0,005 0,0001 0,01 0,16 0,27 1,30 0,30 0,26 0,30 0,07 0,05 0,004 0,02 0,0003 0,02 О, 22 О, 50 1, 50 О, 50 0,40 О, 50 О,0 О, 06 0,0 2 О, 06 О, 00 0,04 Таблица 2 Ударная вязкость КСТ/МДж/м , при2температуре испытаний, С КСЧ-КСТК = , при температуреКСЧОиспытаний С Прокаливаемость ммв 14079 Таблица 3 Ударнаа вязкость ЯСЧ, ИДжlм , при температуре испытаний, С Сос" Предел таз проч- ности Порог хладноломкос ти Т,С ПределтекучестиИПа Относительноесужение,.) Е Относи- тельное удли некие 20 -40 -60 -80 1,300,82 1,40 0,90 1,28 0,82 1,20 0,84 735 0,74 0,62 0,80 , 0,68-10 0,83 0,65 0,51 0,40 Редактор Г, Волкова Заказ 3276/29 Тираж 594 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1 890 2 820 3 805 4 983 5 942 6 852 7 810 8 879 9 956 51 22 57 28 50 22 48 20 . 49 21 53 24 49 21 Составитель С, ДеркачеваТехред М,Ходанич Корректор А. Обручар ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5