Сталь

/22-02 ГкударвтввиииЖ венатет СССР аа делан иэвбрвдвев н втю 9 ытмй6 69.1 5 ф 74 ф 292 ф 296891 71194 88.8) 9,бюл лет нь Яв 1 8,05.7 ублнковано 15.0 та опубликования описанн С. Н. Примеров, В. Б, Вихляев, В. Д. Краля, Г. К. С. Н. Бобраков, В. В, Тусаев и А. И. Бае Пряжи иковв 2) Авторы изобретеннн. Институт проблем лить Украинской СС) Занвнтель 4) СТАЛЬ вляется повыше сти и механичесИзобретение относится к области металлургии стали и литейного производства .и может быть использовано для повышения качества и надежности отливок нзуглеродистых сталей.Наиболее близкой к изобретению является сталь следующего химическогосостава, вес,%:Углерод О,08-0,25Кремний 0,4-1, ОМарганец 0,2-0, 7Ванадий 0,01-0, 25Азот О, 008-0,05Цирконий О, 005-0,1Железо Остальное 1 .Известная сталь имеет следующие ме 13ханичесКие свойства: предел прочности61 кгс/мм, предел текучести 47 кгс/мм,2 2относительное удлинение22%, ударнаявязкость 8 кгм/смНедостатком известной стали являются относительно невысокие значения усталостной прочности при знакопеременныхнагрузках и механических свойств,Целью изобретения яние ус 1 алостной прочноких свойств стали.Цель достигается тем, что сталь дополнительно содержит алюминий кальций и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, вес.ЪУглерод 0,1-0,6Кремний 0,1-1,0Марганец О, 2-0,8Ванадий О, 01-0,3Азот 0,004-0, 05Цирконий 0,005-0,1Алюминий 0,01-0, 08Кальций 0,005-0, 08Редкоземельныеметаллы 0,001-0, 1Железо ОстальноеВ качестве примесей сталь может содержать серу и фосфор до 0,06% каждого.Механизм воздействия алюминия на структуру металла во многом определяется взаимодействием его с азотом и образованием мелкоднсперсных нитридов,которые выделяются при температурахвторичной кристаллиЗации и тормозятрост зерна,Эффективность воздействия алюминия 5возрастает при содержании в стали циркония и ванадия, Последний обладает высоким средством к азоту и образующиеся нитриды ванадия способствуют дисперсионному упрочнению стали, повышая ее 0прочность.Остаточное содержание алюминия встали должно быть сбалансировано с содержанием ванадия, азота и циркония иопределяется пределами 0,01-0,08 вес.%, ЮМеньшее содержание алюминия неэффективно, а свыше 0,08 вес,"приводит кчрезмерному образованию нитридов, располагающихся колониями по границам зерен и снижающих механические свойства 2 фстали. При повьпцении содержания алюминия заметно снижается также жидкотекучесть и повышается склонность стали кпленообразованию.Ввод кальция и редкоземельных метал-флов совместно с алюминием и циркониемоказывает эффективное влияние на форму,общее содержание и распределение неметаллических включений в углеродистойстали. Установлено, что местом преимущественного образования и развития усталостных трещин в отливках являются границы включений с металлом, Особенноопасны остроугольные включения, вытянутые по границам зерен и вблизи поверх- Зфности литой детали, При наличии кальция,РЗМ, циркония и алюминия образуютсямногофазные оксисульфидные включения.благоприятной округлой формы. Одновременно примерно в 2 раза снижается общее содержание газов в металле, особенно кислорода, что обеспечивает повышениеплотности отливок. Предлагаемую сталь выплавляли в индукционной печи ИГТ. Выпуск металла производили в 50 Кг сталеразливочные ковши, из которых затем заливали опытные формы с исследуемыми образцами.Испытания литых образцов на усталостную прочность при знакопеременных нагрузках проводили на вибростенде типа ВДЗС согласно методике НИАТ, Предел усталости определяли для каждой стали исследуемого состава, включающую партии из 15 образцов.Результаты сравнительных испытаний на усталость совместно с механическими свойствами стали приведены в табл. 2. Как видно из полученных данных, механические свойства и усталостная прочность литой стали предлагаемого состава превышают показатели для известной стали во всем диапазоне исследуемых содержаний компонентов. Примечание, Предел усталости в симметричном цикле нагружеяия образцов резонансно-консольными колебаниями по первой изгибной форме. Частота колебаний 600-650 Гц, база испытаний ХО циклов.Повышение в среднем на 15-20 усталостной прочности литой стали предлагаемого состава по сравнению с другими известными углеродистыми сталя 1ми позволяет рекомендовать ее для широ кого промышленного применения в машиностроении при изготовлении отливок ответственного назначения, испытывающих в процессе эксплуатации значительные знакопеременные нагрузки.Получение отливок из таких сталей не требует дополнительных технических решений, так как не связано с изменением существующей технологии их выплавки,662613 Та бл ица 2 1 62 27 6 10,59 э 25 75 10 6,56 0 37,5 6 73 50,5 2 49,5 2 9,75 2 925 2 8 36 ф 9 9,5 26,69,25 26 6;5 етения 1-0,34-0, 055-0,11-0,085-0, 08 рмула Сталь, содерж,0 ,0 0 ая й, азот,ающаппения у 0 1-0,нических держит а ьные ме нии ком0 О,0 Ос ьное Источники информации,внимание при акспертизе 1. Авторское свидетелпятые ьство ССС 38 Л 4, 19 рганец Составитель С, Деркачевадактор В, филиппова Техред Л. Алферова Корректор Н. СтецП Тираж 726венного комитета СССР изобретений и открытий 5, Раушская наб д, 4/5 50 И 2ИИПИ Тосударс дписное к 11303 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектна марганец, ванади дезо, о т л и.ч что, с целью пов прочности и меха дополнительно со ций и редкоземед %ующем соотнощеУглерод Кремний лерод, кремнийцирконий и жеяс я тем,сталостнойсвойств, оналюминий, кадьталлы при слепонентов, вес,%.