Сталь

1737494 Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик ОРСК О МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приори ДК 669. 15 2 742628 2 721 855 54) о явлаи нэобре Опубликовано 05.80. Б етень ЭЬ 20 30.05.80 и открытий 891-1 (088.8 а опубликов ия описани к, В, Д. Краляусаев Примеров, В, Б. Вихляев, Б. А, МА, А. Шейко, С Н, Бобраков и В Авторы изобретениИнститут проблем литья АН Украинской ССР 7) Заявител 2ойства этой стобработки по рС (24 ч) отпуска при 950 Со(Зч) 150 1 О 4 ть,я в д 5-52,ами приветельно низсвойства,язкос я повышениести и ударной нии прочнооИзобретение относится к области металлургии стали и литейного производства и связано с изысканием высокопрочных литейных конструкционных сталей,предназначенных для литых тяжелона 5груженных деталей, подвергающихсяпри эксплуатаций ударному воздействию.Наиболее близкой к предлагаемой потехнической сущности и достигаемомуэффекту является сталь, содержащая, вес,%;Углерод 0,2-0,24Кремний 1,8-2Марганец 0,5-0,8Хром 0,6-0, 95Молибден 0,25-0,3Ванадий О, 1-0,15Магний 0,005-0)01Берий 0,05-0, 1Иттрий 0,0 0,120Железо Остальное Я.В качестве примесей сталь можетсодержать серу 0,015-0,025% и фосфор О,0 15-Оф 2 5 оо. Механические свпосле термическойнормализация 950600 оС (4 ч); закалотпуск при 200 оСПредел прочности,кг/мм1Предел текучести,кг/мм 13Относительное удлинение, % 8Огносительное суже-.ние % 3 кгмlсм, 5-8Твердость, Н 1 С, 4Существенными недостаткденной стали являются откоские литейные и механическиеособенно пластичность и ударнБелью изобретения являетслитейных свойств пластичновязкости стали при сохранти на высоком уровне.,24 1 Поставленная цель достигается тем,что сталь, содержащая углерод, кремний,марганец, хром, молибден, ванадий,магний, редкоземепьные металлы, иттрийи .железо, дополнительно содержит щпоминий и кальций при следующем соотношении компонентов, вес,%;Углерод 0,17-0,25Кремний 18-20Марганец 0,5-0,9 10Хром 0,6-0,9Молибден 0,2-0,3Ванадий 0,1-0,25Магний О,ООЬ-О 05Редкоземельные 15металлы 0,005-0,1Иттрий О,ООЬ,1Апоминий 0,01-0,1Кальций 0 ООЬ08Жепезо Остапьное, ЪДополнительное введение в составстали алюминия связано с его способностью взаимодействовать со свободнымазотом, что приводит к образованиюнитридов явщпощихся регулятором аусте нитного зерна, Еще выше эффективностьпри условии содержания в стали ванадияОбразующиеся нитриды ванадия и влчь-.миния тормозят йеремещение диспокв . . 130ций и тем самым способствуютповышению механических свойств стали Введение в .таль щпоминия приводит к измельчению структуры, уменьшени 1 о зоны столбчатых кристаллов к повышенйю одйородности ее химического состава. При этомпочти полностью удаляется свободныйазот и повышается температура началароста аустевитного зерна.ф ная0,21;1,9 0Предлв- аемая Совершенно другой механизм влияния на свойства стали проявляется при вве денни в ее состав кальция, который оказывает исключительно благоприятное влияние на форму и характер распределения неметаллических включений, При условии содержания в стали РЗМ и магния эффективность влияния кальция заметно повышается, Включения приобретают глуболярную, почти круглую форму и равномерно перераспределяются по объему стали, очищая при этом границы зерен. В результате жидкотекучесть пластичность и вязкость стали повышаются. Этот фактор имеет особо важ-ное значение при повышении трещиночс-, тойчивости отливок. Исследования, про-:, водимые на установке ИМАШ, пока- . зывают что неметаллические включения (особенно сульфиды и оксисульфиды) сосредотачивались на границах зеренсущественно снижают пластичность стари в температурном интервале кристаллизации, что приводит к появлению в отливках горячих трещин, Одновременно кальций оказывает модифицирующее действие на структуру стали как модификатор второго рода, что дополнительно способстйует повышению пластичности стали в температурном интервале крис-. таллизации и соответственно повышению трещиноустойчйвости отливок. Металл выппавляли в индукционной печи ЛГВ, При разливке расплав об:рабатывали добавками 0,1-0,4 вес,% комплексного модификатора, содержащего ,в своем составе кальций, магний, РЗМ иттрий и алюминий.Таблица 15 737494 6Все опытные составы выплавпенной щин, возникающих в кольцевой технолостали подвергались исследованиям на ли- гической пробе с термическим узлом,тейные и механические свойства. Жидкотекучесть опредепяли при строго по- Механические свойства определяли пристоянной температуре перегрева методомиспытании общепринятых стандартных обвакуумного всасывания по длине запоане- раэцов на растяжение и ударную вязкостьния расплавом кварцевой трубки диамет- Твердость по Роквеллу НС замерялиром 5 мм при разряжении 200 мм ртуч на разрушенных половинках образцов наного стопба. Трешиноустойчивость отли- . ударную вязкость. Результаты испытанийвок контролировали по обшей площади треа приведены в табл. 2,Таблица 2 с,4 6,5 5,6 133,2 ная Предлагаемая 2,3 148,7 15,8 52,3" 8,25 4 1,3 10 170,6 145,4 14,6 174,5 150,7 15,9 51,7 7 53,5 9 2 4 1787 1523 165 546 92 5 9 рмула изобре ержащая углерод, кремний,м, молибден, ванадий, мат.ельные металлы,.иттрий ии ч а ю щ а я с я тем,.повышения литейных свойств,и ударной вязкости при соности на высоком уровне, ельно содержит алюминий иедующем соотношении ком- е со% 0,17-0,251,8-2,00,1-0,25О,ООЬ,05ООЬ,1 Иэ полученных данных следует,чтожидкотекучесть и трещиноустойчивость40предлагаемой стали, превышают свои .показатели по сравнению с известнойсталью на 15-20%. Относительное удли-нение, относительное сужение и ударнаявязкость повышаются соответственно на4545-50% при практически постояннойпрочности.Более высокие свойства предлагаемой стали предопределяют повышение срока службы, качества ч надежности изготов ленных на нее литых деталей и позволяют рекомендовать ее в машиностроении вместо известной стали.Ожидаемый экономический эффект составит 20 тыс. рубпей в год за счет и повышения срока службы изделий и снижения на 5-7% брака по горячим трещинам. марганец, хрний, редкоземжелезо,: о тчто, с цельюпластичностйхранении проона дополниткальций при слпонентов, весУглеродКремнийМарганецХромМолибденВанадийМагнийРедкоземметаллы. Железо 0,005-0, 10,01-0,10,005-0,08Остальное,8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРЗаказ 2610/10 Тираж 694 Подписное ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Фйлиал" ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4