Сталь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)4 С С 38/ ТЕНИЯ 4) СТАЛЬ 7) Изобр етениетноститали изготовл носится к металлураустенитной марганжет быть использо"ия литых деталей,гии, в чацовистойВано для ываемости вусло нтактно-ударнодены номограммы,оптимального состали были построей ударной вязкосривая 1) и равной(кривая 2) в коор. Исследованияексное легированиезволяет выделитьласть составов,эксплуатационными ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ П(НТ СССР ИСАНИЕ ИЭ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Уральский политехнический институт им. С,М.Кирова, Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта и Новосибирскистрелочный завод(56) Сталь 110 Г 13 Л ГОСТ 7370.Авторское свидетельство СССР1 Р 1044664, кл. С 22 С 38/58, 1983. Изобретение относится к металлургии, в частности к аустенитной мар-. ганцовистой стали, и может бытьиспол зовано в горнорудной промышленности и на железнодорожном транспорте при изготовлении литых износостойких деталей, работающих в условиях циклического контактно-ударного нагружения в сочетании с ударно-усталостным и абразивным изнашиванием, например для крестовин железнодорожных стрелок, черпаков драг и т.д.Целью изобретения является повышение хладостойкости и уменьшение 80152 4 А 1 работающих в условиях многократного контактно-ударного нагружения в сочетании с ударно-усталостным и абразивным изнашиванием. Цель изобретения- повышение хладостойкости и уменьшение склонности к расклепываемости в условиях циклического контактно-ударного нагружения. Сталь дополнительно содержит медь и кальций при следующем соотношении, мас.Ф: углерода 0,47О, 70; марганца 9, О 1 1, 5, хрома 4,55,5, кремния 0,3.,0,65, никеля О, 1 1,5, меди О, 1 О, 5, кальция 0,049,08, железо - остальйое, при условиии выполнения соотношений (10 чФ углерода - 6,7)2 + Д марганца - 11)2 ( д ( 4 и (5 х 1 углерода + Ф марганца) = ф12,1-14,35. Сталь имеет повышенную способность к реформационному упрочнению и низкую расклепываемость в ус" С ловиях циклического контактно-ударного нагружения в сочетании с хладо-.- Б стойкостью, 1 ил, 2 табл.Сл склонности к расклепвиях циклического кго нагружения.На чертеже привеЛля определениятава предлагаемой сны номограммы равноти КСЧ при -60 С (красклепываемости Кдинатах (10 С-Мп)показали, что комплхромом и никелем подовольно широкую обобладающих высокими51015 20 25 30 35 40 45 50 55 свойствами: хладостойкостью не ниже 1 МДж/м 2 при -60 ОС и расклепывае" мостью более и равной 1 О циклам.Эта общая область ограничена одновременно двумя номограммами (КСЧ= 1 МДж/м 2 и К 10 циклов) Геометрически эта область со.стороны меньших содержаний углерода и марган ца хорошо аппроксимируется частью окружности радиусом, равным 2 (в данной системе координат), координаты . центра которой соответствуют 1 ОУфС6,7 и Мп = 11, а со стороны верхних значений марганца - прямыми вида: а) 5 ФС + Фп = 14,35 и в) оп сопок =5 оСо стороны верхних значений углерода с некоторыми допущениями кривая К может быть заменена прямой вида 1 ОЖС = 7, Чтобы математически задать искомую область составов, удовлетворяющую всем уравнениям, необходимо осуществить параллельный перенос прямой 5 ф 1 С + 3 Мп = 14,35 до положения касдтельной с аппооксимирующей окружностью, тогда запись ее примет вид: 5 А 1 Мй = 12,1. Таким образом, все составы, ограниченные частью окружности, не будут противоречить уравнению 54 С + ФМп = 12,1-14,35 а будут лишь ограничены прямой 51 С + + 1 Мд = 14,35 со стороны верхних эназначений марганца. Следовательно, вся предлагаемая область составов дается соотношениями, указанными в формуле изобретения, в сочетании с указанием максимального содержания углерода и марганца.Таким образом, предлагаемое соотношение основных легирующих элементов фиксирует требуемый уровень свойств сталей; стойкость при циклическом контактно-ударном нагружении (расклепываемость) и хладостойкость,Плавки предлагаемой стали с содержанием основных легирующих элементов вписывающимся в первую формулу на нижнем (1) и верхнем (2,3 и 6) пределах и равным средним значениям (4 и 5), а также согласно второй фор" муле с верхним (1), нижним (6) и средним (2-5) значениями, и с содержанием элементов, выходящими за пределы формул (7) и области составов (8 и 9), а также известной стали (10) и стали 110 Г 13 Л (11) были выплавлены в открытой индукционной 50-килограммовой печи и разливались в слитки массой 10 кг. Из слитка вырезали заготовки образцов для испытания на ударную вязкость и расклепСтойкость при . расклепе оценивалась по стойкости при циклическом контактно-ударном нагружении по числу циклов до уменьшения высоты образца на 20. Структура образцов всех сталей после закалки от 1150 С в воду была чисто аустенитной Размер зерна аустенита сталей 1-9 был 2 балла, сталей 10-11 соответствовал 1 баллу. Твердость сталей в закаленном состоянии составляла 0-25 НКС,Результаты испытаний на ударную вязкость при -60 С и стойкость при расклепе сталей приведены в табл.2. Результаты показывают, что предлагаемая сталь имеет значения ударной вязкости при -60 С достаточные для того, чтобы детали могли работать в условиях эксплуатации, и при этом превосходит сталь 110 Г 13 Л, более чем на 2 порядка и известную сталь в 1,5-7 раз ло стойкости при расклепе. Плавка (7), попадающая в указанные пределы, но не вписывающаяся в предлагаемые формулы, имеет недостаточ. - ную хладостойкость. Плавки (8) и (9), состав которых выходит за указанные пределы, имеют пониженную стойкость на расклеп. Известная сталь (10) также имеет пониженные эксплуатационные характеристики. Сталь 110 Г 13 Л (11) имеет неудовлетворительную стойкость на расклеп. Формула и зобрет ения Сталь, содержащая углерод, марга" нец, хром, кремний, никель, железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения хладостойкости и уменьшения склонности к расклепываемости в условиях циклического контактно-ударного нагружения, она дополнительно содержит медь и кальций при следующем соотношении компонентов, мас,Ф:углеродМарганецКромКремнийНикельМедьКальцийЖелезо+ (Фмарганца - (5 ф 1 углерода + Фмарганца)12,1-14,35.Та бли ца 1 при условии выполнени (1 Оф 1 углерода - 6,7) 2 Плавка Квадрат Сталь( Содержание элементов, мас.Ф Коэффициентста- бильностиаустенита эффективногорадиусаобластисоставов Сг Ре ЭПредла-.гаемая 11,0 5,1 0,65 9,0 51 0,45 11,0 5,5 0,46 115 48 03 10 4,0 0,38 9,2 4,2 0,40Остальноеи 1 14,35 0 0,67 2 12,35 4 0,67 3 1335 4 047 4 14,15 2,21 0,530 5 13,5 1,19 0,7 6 121 4 058 0 1 0,5 0,04 1,0 0,1 0,04 1,5 0,3 0,07 1,0 0,2 0,08 1,4 0,1 0,06 0,8 0,4 0,06 Опыт 7 11,8 8 14,63 9 12 5 78 0 50 9 3 8,01 043 12,5 106908 80е 4,5 60 3,5 0,05 0,020,10 0,39 1,0 02 0,8 0,05 0,05 0,29 г,о 0,8 Извест ная 10 Базовая 11 8,5 0,7 8, 3,5 0,65 1,0229 1,1 12,9 0,4 065 О,111,618,6т 0,2 1 гс 17- ьзс Илж/м 2 (хладостойкость) Сталь РасклепываемостьК - количество цикловдо уменьшения высотыобразца на 20 Предлагаемая123456Опытная789Известная10Базовая11 1 1 О2,5 102,71 О1 101,2 104,83 10 1,3 1,1 1,1 1,2 1,25 1 3,8 1 О 6,2 1 О 5,8 10 0,70,650,6 7,3 1 О 0,65 8 10 1,2 П р и и е ч а н и е. Известная сталь содержит, кроме того, 0,3 мас.3 ванадия; 015 мас.Фтитана и 0,03 мас.а церия.Таблица1527314 7 8 У Составитель В.Брострем Техрел Л;Олийнык Корректор И.МУс тевитии е ет юавеииееееиию Щ еда кт етра Закаэ 71186 576 ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская н 3одписное открытиям при ГКНТ ССС д 1/5