Сталь

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

CNIWNt И

РЕСПУБЛИН

3ÑÂ С 2 С 38 16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ с с..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,t

J н *атаманам свидвтеъствм (21) 3370273/22-02 (22) 29.12.81 (46) 07 07 83. Ьол. В 25 (72) A A,Филипнеиков, В.H.Довгопол, Л.A.Ñìèðíîâ, Л.В.Коваленко, И.И.Гольдштейн, Л.П.Житова, В.B.Èîïîâ и В.й.Брокфин (71) Уральский политехнический институт им. С.И.Кирова и Уральский научно-исследовательский институт черных металлов . {53} 669,15-194(088.8) (563 1.Авторское свидетельство СССР

9: 441335, кл. С 22 С. 38/50 1972

2. Авторское свидетельство СССР

В 627177, «л. С 22 С 38/16, 1977.

80... 69 A (54) (57} СТААЛЬ, содержащая углерод,марганец, кремний, ванадий, медь, алюминий, азот и железо, о т л ич а в щ. а я с.я тем, что, с целью повмшеиия износостойкести и улучше ния свариваемости, она дополнительно содержит хром при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0,06-0,25

Napraseg 0,7-1,6

Кремний 0,2-0F7

Ванадий. " 0,21-0,50

3Мицминий 0,01-0,07 медь . 0,05-0,50 Азот 0,004«0,020

Хром Ое05 Ою7

Железо Остальное - Я

1027269

Изобретение относится к металлур гии и может быть применено)для производства отливок ответственного назначения, обладающих повышенной прочностью, износостойкостью и соп- ротивлением к хрупкому разрушению 5 при отрицательных температурах.

Известна сталь (1, содержащая, вес.В:

Углерод 0-,12-0,25

Марганец 0,7-1,6

Кремний О,з-ом 7

Хром . 0,2-0,35

Ванадий 0,04-0,20

Титан 0,015-0,04

Медь 0,15-0,45

Никель 0,15-О,45

Алюминий 0,015-0-,08

Железо Остальное

Эта сталь имеет низкие прочность и свариваемость. 20

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь (2 ), содержащая, вес.Ъ|

Углерод 0,12-0,22

Марганец 1 2- 2,0

Кремний 0,2-0,6

Ванадий 0,05-0,15

Химические составы предлагаемой стали, Ф

Hn Si С . Ч

А) й

1,6 0,7 0,70 0,50

O,О7О О,ОгО

0,50

0,25

0,7 0,2 . 0 05

0,05

0,21

0,010 0,004

0,06

0,042 6,020

0i50

0,25

0 25

0,036 0 i 004

016 13

0,21

0 43 0 у50

0,040 0,009

0,30

0,25

Т а б л и ц а 2

Механические свойства предлагаемфй стали

KCU Мдж/м 2 при температуре С

6е, МПа

МПа

Т, С о

641 503 18, 1

30,3

1,03

0 53

0i 32

581 433 30,5

14.4

50 8

1,79

1,02

-25

0 16 1,2 0,41 0,48

0,16 1,3 Оу45 0,40

Азот - 0,01-0,03

Алюминий 0,002-0,050

Медь О, 01-0 5

Кальций 0,005-0,05.

Железо Остальное

Известная сталь имеет недостаточные износостойкость и свариваемость.

Целью изобретения является повышение износостойкости и улучшение свариваемости стали.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, ванадий, медь, алюминий, азот и железо, дополнительно содержит хром при следующем соотношении компонентов, вес.В:

Углерод ., 0,06-0,.25

Марганец 0,7-1,6

Кремний 0,2-0,7

Ванадий . 0,21-0,50

Алюминий 0,01-0,07

Медь 0,05-0,50

Азот 0,004«0,020

Хром 0,05-0,7

Железо. Остальное

Химический состав и Физико-механические свойства предлагаемой стали п1>едставлены в табл. 1 и 2.

Т а б л и ц а

1027269.:Продолжение табл, 2

?1Па Ъ бв

Л1Па

Т,, С

+20 -40

0,39

1,12

628 494

-10

33,4

19,2

0,58

1,28

591 445

49,4

29,8

-18

1,25

8,3

-15

1,09

0,73

1,21

613 462

43,8

28,3 Результаты исййтаний предлагаемой 20 нормализации от 9504 С представлены и известной сталей на износ после .. в табл. 3.

Таблица 3.Материал пары

Кон тртело

Твердость, НВ

Предлагаемая сталь

Предлагаемая сталь

0 05 0,16

0,19 0,09

0 28

172

То же

То же

185

0,13

174

0,.18

180

0,06

0,18

0,12

Известная О, 24 0,11

Известная

174

0,35

Результаты- испытаний пробы оптимальных составов предлагаемой и

Сталь

Режим сварки

+20

-40

Предлагаемая./=3,2S ккал/см

I = 750 A

Н = 30 В

0,85

0,73

0,47 н

Предлагаемая (оптимальный состав) Механические свойства предлагаемой стали

КС, Мдж/м2 при температуре, С (1 -60

Износ, г

Образец Контр- Суммартело ный

0,07 0,20

0,08 0,26 известной сталей представлены в табл. 4

Таблица 4

Ударная вязкость KCQ МДж/м при температуре, С

1027269

Продолиение табл. 4

Ударная вязкость КС, ИДж/м при температуре, С

Сталь

Реаим .сварки

j-" е

+20

° ЮФФ Фй М

° Ю ФВ Ю

Ч 47,5 м/ч

0,68

0,96

1,00

1 720 л

0,45

0,70

0,84 М "- 35 В

1,10

0,75

0,98.. Глубина проплавления

7 мм.

° Мнйеаьеегем ее вее еееее еремеев

Иеханические свойства сварных соединений из сравниваемас сталей

V„ 83 M/÷

Глубина про, ° плавления

5 вен

Известная Я . 5,5 ккал/см

Ч 32 м/ч

Ч = 83м/ч п,вр. оптимальных составов .приведени в табл. 5.

1027269

"I

I

I

l

1

1

1

1

I

1

1

1 1

1 и» I

I ф 2 оа х О о (", ов о

М ° 3(1»ь Я вн g

34 X ф 0) 0 (C, 5 о (,"

О в о 343 х I»( хо

Ф Ф3

Ц (»» ео

О»

33

О,а

9 х н (»(3С Я .»»3 и

g4 6»

Х А

Х 1

g I

I о о о о

4 оо и х (»( (O 0

3 g

О,О

m 0

»C(34 Х

1 I

1

1

I l (о(liО I

1 1 1

1 1

3-1

l I

I 1

1 3 (о

lct (I 1 1

l 1

I 1

3 — 4

l 1

I I

1 I (о l

1 4 (I

+ I

1 1

Ю ( с о о

»С» с

Lfl

CO ъ о

С»

»О

М о

М

О о,»(с н Ф

o. n; о."

3С Н в 9

С»

СМ

tC» (D

CO т4 сЧ Cgl

М ь

ЮО (Ч

%-4 (Я

О»

Ъ о

М D

1

I .1

3

I

3

1

3

% (1

С»

»О. гЧ.

I ь

° » о

CO м.

l о

ОО

С»

СО

%» о

С»

% 4

3 о

С»»

D

CO

° «(1 Х

I Ф

3 6»

I о

1 о

I. о Р

I

3

I (Ч

С»

»О

I

l

1

I

1

1

3

1 .

I

1

I

1

I

I х (C

Оа ф

9 о

Ц.

9

K о,э 33 о (3 & о х

Цю

О, В. н tll

1C (9D

Ц Yl

I нч

М 1 эо

М ф

g н о

9 (»( а х н о

Л

1 1

1 С9 .1 хи ! 0l

1 ФХ

1, С»3 с ф

1. Ф

I 1

М 33

Ц I.

Ю ° р

83O 9 х х ° ф М, С»» 34 1

Р» р» нх ц

3о

Я 1.09 ОО

«а(:

С»»

I

I иЪ CO 3 ъ с о о

I

CO С Э е о с с с

1

0 О 1 (с.(1 с I о ю 1.

1

1 о о 1 о о тЧ а-(I

1 I 1 о о

1 I 1 о о

»»» (I а-(а» I

I ее»»» 1 о .(1

»о О 1

1 ф

9 l х 4 1 н е в A (Х И 1

1027269

Составитель С. Деркачева

Техред В.Далекорей Корректор О.Билак

Редактор В.Данко

Ф ° Ф» °

Заказ 4678/31 Тираж 627 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",. г.ужгород, ул.Проектная, 4

Как видно иэ представленных данных, предлагаемая сталь при высоком уровне механических свойств имеет. более высокую износостойкость и лучыую свариваемость, чем известная. Сварные соединения из предлагаемой стали имеют более высокую прочность и ударную вязкость, чем у известной.

Применение предлагаемой стали позволит значительно. повысить надежность и долговечность работы литых вагонов (рамы и балки тележки и автосцепки).

Экономический эффект от внедрения предлагаемой стали составит

1,39 млн.руб. в год.