Литейная сталь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2454 А э С 22 С 38 П 0,38 П ОСУДАРСТВЕНЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ(21) 4685647 У 02шивания. Цель изобретения - повышение (22) 27.04,89 литейно-технологических свойств, динами- (46) 15.02.92, Бюл, М 6,: ческой прочности и износостойкости в усло- (71) Уральский научно-исследовательский: виях абразивного и фрикционного износа. институт черных металлов и БежицкийстЭ- Сталь дополнительно содержит азот при лелитейный завод следующем соотношенйи компонентов, (72) В,Л. Шагалов, Г.И. Сильман, Ф.А. Бекер-, мас. ; углерод 0,26-0.35; кремний 0,20- ман, М,А. Нидбайкин, В.Н. Любезный, М.С 0,70; марганец 1,1 - 1,6; хром 0,10-0,50; ваМихалев, В.Ф. Поляков, В.Н. Яковлев, Х.И, надий 0,02 - 0,09; медь 0,14-0,50; алюминий Пейри, Л.Н, Косарев, Ф.С. Раковский, Н,в 0,02-0,08; никель 0,10-0,45; кальций 0,001- Шерстнев,С.И. ПоповиТ.И. Иванова0,008; титан 0,005-0,017; магний 0,0006 - (53)669.14.018.256-194(088,8) . 0,005, азот 0,006-0,025; железо остальное, (56) Авторское свидетельство СССР при условии, что отношение содержания ти- Ь 1632972, кл. С 22 С 38/50, 26,04,89. тана к содержанию азота составляет 0;5 -. (54) ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ . 2;О. Применение предлагаемой стали (57) Изобретение относится к металлургии, позволяет обеспечить гарантированное в частности к составам стали, которая может получение качественных отливок сложной быть использована для изготовления саож- конфигурации, увеличить их трещиноустойных по конфигурации литых деталей; экс- чивость, а также повысить эксплуатационплуатируемых в условиях значительных . ную надежность деталей при сравнительно прочностных нагрузок и интенсивного йзна- небольшой себестоимости. 3 табл. Изобретение относится к металлургев; в частности к составу стали, которая мвМЬт быть использована для изготовления елоЯ-. ных по конфигурации литых деталей, эксплуатируемых в условиях значительных: прочностных нагрузок и интенсивного-ЙЗнй;. шивания,Цель изобретения - повышение литейно-технологических свойств, динамической прочности и износостзйкости стали в усло- . виях абразивного и фрикционного износаПредлагаемую и известную стали выплавляли на однотипной базовой шихтеин-: дукционной печи в 200 кг с основной футеровкой для обеспечения идентичных ,исходных концентраций примесей. Химический состав сталей приведен в табл. 1. При 1570 С заливали трефовидные пробы по ГОСТ 977-75, которые после разрезки термообрабатывали. по режиму: закалка от 880-900 С, выдержка 1 ч, охлаждение в воде, отпуск при 620-640 С, выдержка 2 ч, охлаждение в воде. Из лепестков трефовидных проб изготавливали образцы для изучения износостойкости и определения динамической прочности на гладких образцах и с концентратором напряжений. В последнем случае испытания на базе 10 циклов проводили на машине МУИпо ГОСТ 9880-65. Гладкие образцы типа и образцы с концентратором (надрезом) 1 Ч типа изготовляли с диаметромсечения в рабочей части и в надрезе 7,5 мм, Радиусдна надреза (р) принимали 0,5 мм, как наиболее близкий среднестатический размер литейных дефектов.Одновременно с трефовидными проба. ми для исследования литейных свойств (исследования жидкотекучести) заливали специальные спиральные пробы, в которых металл поступал через специальную чашу, . исключающую влияние ферростатического напора струи, Температуру заливаемого металла выбиралй из учета реальных условий разливки такой стали и длительности в зависимости от веса и конфигурации заливаемых деталей. При каждой температуре (1530,1550,1570,1590" С) от варианта заливали по одной спиралевидной пробе,Склонность стали к горячим трещинам определяли на комплекснОЙ пробе Мехендэи-Самарина по количеству и размеру трещин на радиальном участке. Относительный обьем усадочной раковины (Ч). определяли на отливках в виде усеченного конуса, изготовлявшихся в сухих формах из быстросохнувшей смеси на жидком стекле, в которых после заливки их металлом при 1570" С обьем усадочных раковин (Чрак) определялся заполнением их керосином. Значения Ч определяли отношением -100. ВеяичиЧ акЧ 0 тдну доперлитной литейной усадки (ед,л, ) определяли на специальной пробе с фиксированием после заливки величины усадки образцов из стали опытных вариантов в интервале температур от конца затвердеаания до превращения у -+ а. Относительнуюизносостойкость (е) изучали на машине МИ 1 М в условиях трения-скольжения при постоянной нагрузке на фрикционных парах, выбранных с учетом реальных условийэксплуатации. Опытные образцы (ролики) иэ сравниваемых сталей. термообрабатывали йо приведенному режиму, контртела(колодки) изготавливали из закаленной стали 45 Х. Нагрузку выбирали из условия идентичности характера износа контактирующей поверхности образцов изношенным поверхностям деталей в эксплуатации: нагрузка 125 кГс,. время испытаний 30 мин; скорость 200 об/мин, Значения е опредеЛР,ляли по формуле е =- - (Ь Рэ - износеъ Роэталона известной стали, ЬР 0 - износ опытного образца предлагаемой стали), Одновременно с основными испытаниями на фрикционный износ на машине Х 4-Б изучали износостойкость в условиях абразивногоизноса, которую определяли по приведенной формуле, Металлографические исследо 5 вания проводили на оптическоммикроскопе "Неофот".Характеристики литейно-технологических и эксплуатационных свойств предлагаемой и известной сталей приведен в табл. 210 и 3.Применение предлагаемой стали взамен известной обеспечивает гарантированное получение качественных отливоксложной конфигурации и позволяет увели 15 чить их трещиноустойчивость. Благодаряповышенным прочностным свойствам и износостойкости предлагаемой стали изготовленные из нее литые детали обладаетвысокой эксплуатационной надежностью20 при сравнительно небольаай себестоимости, Изготовление таких ответственных отливок грузовых вагонов, например корпуспоглощающего аппарата автосцепного устройства, клин фрикционнего гасителя коле 25 баний, пятник из предлагаемой стали,позволяет увеличить их срок службы и гарантированно эксплуатировать грузовыевагоны повышенной грузоподъемности,Формула изобретения.30 Литейная сталь; содержащая углерод,кремний, марганец, хром, ванадий, медь,никель, титан, алюминий, кальций, магний,железо, от ли ч а ю ща я с я тем, что, сцелью повышения литейно-технологиче 35 ских свойств, динамической прочности и относительной износостойкости в условияхабразивного и фрикционного износа, онадополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас. ф:40 Углерод 0,26-0,35Кремний 0,20-6;7 ОМарганец . 1,1-1,6Хром 0,10-0,50Ванадий 0,02-0,0945 Медь . 0,14-0,50АлюминийО,О 2-6,08Никель 0,10-0,45Кальций 0,001,008Титан 0.005-0,01750 Магний 0.0006-0,008Дзот . 0,006-0,025Железо Остальноепри условии, что отношение содержания итана к содержанию азота.составляет 0,5-55 20,1712454 Та бли ца 1 Химическйй состав сталей ететютеттетюЕаююювееюветт авиа иьтетететщтщт тщщттеттеа Содержание компонентов, стали, масЛ Плавка, И) Предлагаемая 0,14 О,о 2 о 0,27 0)055 ,о,50 о,о 8 о 0,29. 0,045 0,32 0,050 о,зо а,о 5 о 0)30 0,055Известная 0)25 0)06 6,26 - 0,10 О;45 0,25 0,7:0,50 О)М: 0,22 Озфо 0 27 О;Ю, 0,29 В,У о,25 0,30 . , 1,3 О Ф 30,24 0,06 ЕЧЕвеетвЕеееегаевееЕВтетете иатютетеивеевыатевеете Продолжение табл. 1 т е е щ ее е ь т щ и е е Ф Ф )В аа щь е аи е т г т тт Е т аи щи т т и в т иь т е щ е е т аь ща е е е ю ьа Гщ в юв щ Содержание компонентов стали, мас, ФивевевевтевефгФМщтттвет тввв аавеиаыиьтти авиа етеаюее М Са Тх . ИВ Б РУе Т 2./Я Предлагаемая0,10 0,001 0,605 О) 0006 0,025О)20 0)005 . 0)О 1:, О)002 0)023о, М о, Оов о,аь 1 у о,005 о,о 23о,2 З о,005 о,О 17 о,ооЗ а,о 228,22 О,066 0,6 Ц , 0,002 О, 0240,21 о,м 6 о,юе 5 о,оо 25 о,о 250,024 7,5 ееееа ЕЕеейавввеееевФаВветвитетюиеетаититтиеетаю таюи Таблица 2 Литейно-техивдетические свойства стие аввааввагавав ввававФазаи ю идлина спирали, ии, при тще)евратурахзалтвки, СТ 330виавгг гв и оклонноств к лорлчин тре)инаиКоличеСтво тре)ин, вт,иг г юОтносительный объем усадочной раковины лри температуре заливки 1370)С,2 Доперлит.нал усадка; Ф авивввщьввгвве Размертрезим,ми 360 373 632 6 Я 630 675 622 630бг 63 В 613632 Ю 6062 3 6 6 гв 13 2,2 О 2,252,21 2,22 2,26 2,20 1,Б 1,В 7 1 е 37 1,3 о 1,50 1,53 1,3 В 2,0 0,9 0,8 1,7 2 т 5 В 2 Ббо 1,6 о 2,30 2,7 8а ггаив г г г в иавваавгиевагг вг а г 1 6 7 0,26 О) ЗО О)35 0,30 О) 31 о)32 О,ЗО 1,1 1)3 1,6 1) 1) 1) ЗО 1)25 1)27 Нрае мал666. . 638 2702 ь 7 В 0716, 7 З 0669. 70 В 1Йей 8 16 В 9: . 692 2629 . ЙВ: 2110 еот)ол95:630 3 0,02 0,06 0,09 0,06 0,05 о,.05 0,06 0,025 О)025 0,024 0,024 0,024 о,о 24 0,025 о, оо 6 О,О 13 0,025 0,0085 о,оо 6 О, 010 О, 0251712454 ТаблицаЗ Характеристики динамической прочности и износостойкости сталей Составитель Е.Рыклинаедактор М,Келемешф Текред М,Моргентал Коррект Э,Лончаковаизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 каз 512 Тираж, Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж-ЗЬ, Раушская наб 4/б