Литейная сталь

СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 86177 А 1 С 22 С 38/60 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) ЛИТЕ (57) Изобр в частност азе 10 3 - 0,7 2 - 0,6 1,0 - 1,7 2,9-6,7 1,0- 1,5 0,15 - 0,9 0,12 - 0,3 надиалибдот АЯ СТАЛЬение относится к металлургии,термостойкой литейной стали,Изобретение относится к металлургии, в частности к высокопрочным термостойким сталям для отливок, обладающих специальными свойствами.Известна термостойкая литейная сталь, содержащая, мас,0:Углерод 0,1 - 0,3Кремний 0,6 - 1,8Марганец 0,5 - 2,0Хром 3,0-6,0Ванадий 0,08 - 0,2Один элемент из группы, содержащей кальций и алюминий 0,005-0,1Молибден 0,12 - 0,9Церий 0,002 - 0,02Азот 0,002 - 0,08Стронций 0,001-0,06Железо Остальное.Термическая стойкость известной стали, принятой в качестве прототипа, составляет 462-560 циклов нагрева до 1000 С и охлажденля на спокойном воздухе до появления трещин, Время до появления дефектов межкристаллитнай коррозии МКК) по методу АМ ГОСТ 6032 - 75 составляет 201,6 - 280 гс, а предел коррозионной усталости обладающей специальными свойствами, С целью повышения механических и эксплуатационных свойств сталь дополнительно содержит медь, сурьму и бор при следующем соотношении компонентов, мас.ф; углерод 0,3 - 0,7; марганец 1 - 1,7; кремний 0,2 - 0,6; хром 2,9-6,7; ванадий 1,0-1,5; молибден 0,15-0,9; азот 0,12-0,3; церий 0,08-0,2; кальций 0,005 - 0,1; медь 0,81 - 1,3; сурьма 0,02 - 0,2; бор 0,001-0,006; железо остальное,нии на б7циклов -Па,ком известной стали являетсяуатационная стойкость в услорения, не превышающая 1100 л прочности при растяжении -а предельная температура соизадирных свойств не превыбретения - повышение механилуатационных свойств тали вях,нная цель достигается тем, чтоль, содержащая углерод, кремц, храм, ванадий, молибден,кальций и железо, дополнижит медь, сурьму и бор присоотношении компонентов,при испыта 23,4-30,6 М Недастат низкая экспл виях сухого т 1380 ч. Преде 560-650 МПа хранения ант шает 450 - 50 Цель иэо ческих и эксп литых издели Поставле литейная ста ний; маргане церий, азот,тельно садер следующем мас. ,: Углерод Кремний Марганец15 Дополнителькое введение меди обусловлено ее легирующим и упрачняющим влиянием на металлическую основу, измельчением структуры, повышением термической и эксплуатационной стойкости. При концентрации меди до 0,81 ф упрачнение структуры и повышение механических и эксплуатациойных свойств недостаточно. При увеличении концентрации меди более 1,3 ф повышается ликвация; снижается термическая стойкость и увеличивается износ при трении,Сурьма оказывает микралегирующее и стабилизирующее влияние на структуру, повышая стабильность изнасостойкости и ан 30 тизадирных свойств, предела прочности и эксплуатационной стойкости, Верхний предел концентрации сурьмы обусловлен снижением термастойкости и пластических свойств при более высоких ее содержаниях. При концентрациях сурьмы мекее 0,020 снижаются характеристики изкосастайкости, механических и эксплуатационных свойств.Введение бора обусловлено его моди 40 фицирующим влиянием, повышением дисперсности структуры и предельной температуры сохранения антизадирных свойств, термической и эксплуатационной стойкостью стали. Его модиФицирующее 45 влияние начинает сказываться с концентрацией 0,0010, При увеличении содержания бора более 0,0060/, снижаются характеристики упругости, трещинастайкасти и эксплуатационных свойств,Содержание азота повышено да0,12 - 0,3%, что способствует повышению механических свойств и стабильности антизадирных и эксплуатационных свойств.При концентрации азота до 0,120/О антизадирные и эксплуатационные свойства недостаточны, а при концентрации азота более 0,30 увеличивается содержание неметаллических включений па границам зерен и снижаются упругапластические и эксплуатационныее свойства. 50 55 Церий 0,08-0,2Кальций 0,005 - 0,1Медь 0,81-1,3Сурьма 0,02 - 0,2Бор 0,001-0,006 5 Железо Остальное.Существенными отличиями предложенного технического решения являются дополнительное легирование стали медью в количестве 0,81 - 1,30 и сурьмой в количест ве 0,02-0,2;ь и модифицирование ее бором (0,001 - 0,0060), что существенно повышает ее механические и эксплуатационные свойства. Содержание легирующих компонентов (хром 2,9-6,70 молибден 0,15-0,9;4, марганец 1,0 - 1,7; и ванадий 1,0 - 1,50 ь) принято в пределах, обеспечивающих на высоком уровне как прочностные и эксплуатационные свойства, так и коэффициент трения и упругопластические свойства. При концентрациях менее нижних пределов отмечается большая потеря упругости при повышенных температурах, снижаются механические и эксплуатационные свойства. При концентрациях выше верхних пределов снижается однородность структуры, ухудшаются упругопластические свойства и стабильность коэффициента трения.Повышение содержания углерода до 0,3 - 0,70 обусловлено необходимостью получения стабильной структуры, прочности, твердости, термостайкости и эксплуатационных свойств, При увеличении концентрации углерода более 0,70/ укрупняется структура, ухудшаются упруго-пластические и эксплуатационные свойства. При снижении концентрации углерода менее 0,3 характеристики износостойкости, термостойкости и эксплуатационных свойств недостаточны, Кремний снижает износостойкость и эксплуатационную стойкость, поэтому его верхний предел ограничен концентрацией 0,6;4.Церий (0,08 - 0,20 Д) и кальций (0,005- 0,10/) модифицируют и измельчают структуру, улучшают фактор формы структурных составляющих и способствуют повышению механических и эксплуатационных свойств, При увеличении их концентрации выше верхних пределов повышается угар, снижаются упруго-пластические свойства, однородность структуры и стабильность эксплуатационных свойств.Изобретение осуществляется следующим образом. Выплавку сталей проводят в открытых индукционных печах с основной футеровкай под основным шлаком, Температура перегрева расплава в печи 1600- 1640 С, Микролегирование расплава медью производят в конце плавки после операции рафинирования. Мадифицирование стали феррабором ФБ 13 /ТУ 15-4-14-84/, ферроцерием ЦеМ /ТУ 48 - 4 - 216 - 72/, сурьмой СУЗ /ГОСТ 1089 - 73/ и силикокальцием СК 20 - в ковше,Разливку сталей в сухие литейные формы производят при температуре 1550- 1580 С,В табл.1 приведены химические составы литейных сталей,В табл.2 - механические и эксплуатационные свойства литейных сталей опытных плавок. Термостойкасть определяют в усло1786177 виях термоциклирования в интервале 20 -1000 С, а упругие и антифрикционные свойства - при нагреве до 600 С. Формула изобретения 5 Литейная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, молибден, азот, церий, кальций и железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механических и эксплуатационных свойств, 10 она дополнительно содержит медь, сурьму и бор при следующем соотношении компонентов, мас,о; ТаблицаСодержание компонентов в литейных сталях, мас.4 Элементы б 1(Изв.) Предел прочности прирастяжении, ИПа 648 836;18 730 680 7 бо 78 о 5 Эо 830 Э ксплуатац ионнаястой кость, ч 1380 1720 1810 1830 1410 1675 Стабильность коэффициента трения, 62 86 34 67 87 30 35 40 45 50 Составитель М,КарпенкоТехред М,Моргентал Корректор Т,Вашкович Редактор Заказ 232 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Термостойкость, цикл. 560 Потеря упругости,/ 6,2 Износ при трении, мг 0,23 Предельная температура сохранения антизадирных свойств, С 450 820 885 880 975 2,7 2,4 0,20 0,16 Эбо 585 1,б 2,6 0,17 0,21 2,5О, 18