Сталь

О П И С А Н И Е п 1)990861ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 669 14018.27-194 (088.8) Опубликовано 23.01.83. Бюллетень3 вв яелаи изобретений и еткрытийДата опубликования описания 23.01.83 4) СТАЛЬ ки, ля Изобретение относится к металлург в частности к сталям 1,используемым д изготовления пружинной проволоки.Известна сталь ЭП 46 И 11следующего химического состава, вес,%:Углерод 0,54-0,64 Кремний 0,5-0,85 Марганец 0,5-0,85 Хром . До 0,6-0,9 Никель До 0,4,Ванадий О, 1-0,25 Железо Остальное Недостатком стали являются низкие механические свойства.Наиболее близкой, к предлагаемой по технической сущности и достигаемому ,результату является сталь 2,"1 следую- щего химического состава, вес.%:Углерод О, 65-0,72Кремний О, 15-0, 30Марганец О, 5-0,9Хром 0,3-0,5Ванадий 0,05-0, 15Железо Остальное Недостатком известной стали являеъся ее невысокая технологичность приизготовлении высокопрочной проволоки.Время изотермического распада аустенита 5для нее в процессе патентирсвания передельных проволочных заготовок при температурах охлаждающей среды 550,600 С составляет 60-80 с, что обусловливает низкую производительность термообработки, а также необходимость применения в качестве охлаждающей средырасплава свинца, обладающего высокойтоксичностью. В случае использованияраснлавов селитры (при температурах 1 з 450-530 оС заметно увеличиваетСявремя изотермического распада аустенита (80-110 с) и снижается пластичность стали при ее холодной деформации20 Замена патентирования стали ее нормализацией или отжигом не обеспечиваетвысокой пластичности передельных заготовок, а также приводит к неоднородностиструктуры и механических свойств гото Э 0908вой проволоки после ее закалки и отпуска. В результате ухудшаются циклическаяи релаксационная стойкость пружин.Целью изобретения является снижениевремени и температуры изотермическогораспада аустенита при термической обработке стали, а также повышение пласЪтичности и однородности механическихсвойств стали,Указанная цель достигается тем, что. 19сталь, содержащая углерод, кремний,марганец,хром, ванадий и железо, дополнительно содержит кальций и алюминийпри следующем соотношении компонентов,вес % 15Углерод 0,60-0,75Кремний 0,15-0,37Марганец 0,15-0,50Хр 0,2 О-О,5 ОВанадий 0,05-0,15 20Кальций . 0,001-0,005Алюминий 0,02-0,08Железо Остальное.Введение кальция и алюминия обеспечивает глубокое раскисление стали, атакже получение мелкого природного зерна и однородного распределения ванадия. Кроме того, кальций в количестве0,001-0,005% повышает вязкость стали за счет эффекта очистки от зерногра- ЗОяичных примесей й (серы, фосфора, цветных металлов и др.). Указанные факторыповышают в итоге механические свойствазакаленно-отпущенной проволоки. Присодержании алюминия более 008% икальция более0,005% увеличиваетсязагрязненность стали неметаллическимивключениями (оксидами, силикатами) иисчезает заметное влияние алюминия наизмельчение зерна. При содержании алюми 46ния менее 0,02% и кальция менее0,001% не достигается эффективное раскисление стали по всему объему металла,45Снижение содержания марганца повышает технологичность стали при патентировании за счет уменьшения временираспада аустенита и снижения температуры изотермической среды. Верхнийпредел содержания (0,5%) принят из50условия обеспечения распада аустенитав течение 40 с при температуре средыне выше 530 С. Это позволяет использевать в качестве изотермической средыпри патентировании предежных заготовок фрасплав селитры вместо расплава свинцаи повысить проазводительност термообработки. Преимущественное содержание 61 4О, 15-0,3% позволяет осуществлять процесс патентирования с выдержками в изотермической среде менее 40 с при 470-500 фС, что в еще большей степени повышает технологичность обработки. Нижний предел содержания марганца (0,15%) выбран из необходимости обеспечения предварительного раскислвния сов-местно с кремнием стали в печи и является обычным для углеродистых инструментальных сталей.Содержание хрома в стали несколько расширено. Нижний предел содержания принят 0,2%, так как при таком количестве, хрома обеспечивается теплостойкость клапанных пружин двигателей внутреннего сгорания (температура их нагрева не превышает 100 С).Принятое содержание углерода в стали (0,6-0,75) позволяет получить высокие .упруго-пластические свойства проволоки в широком диапазоне прочностей (140- 180 кгс/мм). При содержании углерода менее 0,6% в структуре проволоки после закалки появляется избыточный феррит, что снижает упругие характеристики проволоки, а при его содержании более 0,75% проволока обнаруживает повышенную склонность к хрупкому разрушениюот действия концентраторов налряжений.В предлагаемой стали допускаетсясодержание примесных элементов в соответствии с ГОСТ 14959-69 на рессорно-пружинную сталь.В лабораторной индукционной печи выплавлены опытныеплавки стали, химический состав которых приведен в табл. 1.Заготовки подвергают ковке и после дующей горячей прокатке в катанку диаметром 6 мм Загрязненность катанки неметаллическими включениями оценивают по ГОСТ 1778-70. Время изотермического распада определяют дилатометрическим методом. Катанку указанных плавок патентируют на проходных агрегатах (нагрев до 880- 910 С, охлаждение по оптимальным режимам, полученным по данным дилатометрических исследований). После патентирования катанку протягивают в проволоку диаметром 3,6 мм. Проволоку закаливают в масле с 860-870 С и отпускают в расплаве свинца при 470-490 С на прооходном термоагрегате. Путем регулирования режима отпуска разбег предела прочности проволоки находится в интерва" лв 150-160 кгс/ммй.После закалки проволоки оценивают дисперсность (иголь5 ОООМ 1ечатость) мартенсита в соответствии срнзуется также повышенными значениями ГОСТ 8233-56, а после отпуска - чнсла. чисел перегибов и пониженным количесрперегибов проволоки до разрушения по вом силикатных включений.ГОСГ 1071-67. Определяют также оценку прокаливаСвойства сталей представлены в б емкти стали. Образцы катанки диаметтабл., 2. ром 6 мм опытных плавок подвергаютИз табл. 2 видно, что сталь предлага- закалке в масле с 880 оС. Металлографнемого состава пры меньших значениях ческий анализ показывает полную прока- времени и температуры изотермического ащаемость сечения во всех образцах. распада аустенита (в процессе патентнро- й Экономия на 1 т проволоки составляет венин) обладает пониженными величина- около 20 рубпри годовом объеме промн разброса чисел перегибов и днсперо- изводства 5000 т экономический эЯектности мартенсита после закалки, характе- может составить 100000 руб.Таблица 1 ная990861 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Сталь ЭП 464, ЧМТУ/ЦНИИЧМ,950-63,2, ТУ 14-4-153-73 (НормальСталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий и железо, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с.целью повышения пластичности и однородности механических свойств, она дополнительно содержит кальций и алюминий при следующем соотношении компонентов, вес%:Углерод 0,60-0,75Кремний 0,15-0,37Марганец О, 15-0,50 ХромВанадийКальцийАлюминийЖелезо 80,20-0,500,05-0, 150,001-0,0050,02-0,08ОстальноеСоставитель Л. СуязоваРедактор Н, Рогулич Техред М. Надь Корректор Л. БокшанЗаказ 63/39Тираж 625 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4