Конструкционная сталь

 

КОНСТРУК1ЩОННАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод,, кремний, марганец, хром, ванадий, никель, азот и железо , отличающаяся тем, что, с целью повьппения прочности и улучшения обрабатьгааемости резанием, она содержит алюминий, барий и кальций при следующем соотношении компонентов , мас.%: 0,13-0,18 Углерод 0,17-0,37 Кремний 0,80-2,00 Марганец 1,10-1,65 Хром 0,20-0,40 Ванадий 0,10-0,30 Никель Азот 0,025-0,050 Алюминий 0,01-0,03 0,01-0,05 Барий Кальций 0,01-0,05 (Л Железо Остальное с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ВИМЗЮ

РЕСПУБЛИК

09) (!11

ЗШ С 22 С 38 58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3422736!22-02 (22) 15. 04. 82 (46) 15.11.83.Бюл. В 42 (72) Т.Я.Меньшикова, В.И.Повар, Т.Н Голубятникова, В.Д.Кальнер, С Л. Юрасов и В.К. Седунов (7 1 ) Научно-исследовательский институт автотракторных материалов . и Московский автомобильньФ завод им. И.А.Лихачева (53) 669-. 15-194(088.8) (56) !. Патент Франции В 2069680, кл. С 22 С. 39/00, опублик. 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 559997, кл. С 22 С 35/54, 1975. (54) (57) КОНСТРУКПИОННАЯ СТАЛЬ, со. держащая углерод,. кремний, марганец, хром, ванадий, никель, азот и железо, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повьппения прочности и улучшения обрабатьгваемости резанием, она содержит алюминий, барий и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Ванадий

Никель

Азот

Алюминий

Барий

Кальций

Железо

1054442

t

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкционным сталям; используемым для изготовления деталей машин и механизмов, в том числе шестерен и валов автомашин и других машин., Иааастна конструкцноннан сталь (11 следующего состава, вес.7.:

Углерод 0,05-0,25

Кремний 0,05-0,8 10

Марганец .. 0,4-1,3

Хром До 0,7

Азот 0,002-0,01 5

Ванадий 0,2-0,7

Молибден 0,03-0,2

Железо Остальное

Однако известная сталь характеризуется недостаточным уровнем прочности и высокой прокаливаемостью серд цевины, что создает опасность сквоз- >g ной прокаливаемости при изготовлении среднемодульных шестерен.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является конструкционная 25 сталь f?j следующего состава, вес.Ж:

Углерод 0,2-0,27

Кремний 0,36-0,48

Марганец 0,50-0,80

Хром 0,10-0,20

Ванадий 0,03-0,09

Никель 0,05-0,5

Азот 0,"003-О,0О8 Молибден 0,01-0,05

Бор 0,0001-0,001

2,едь О, 1 -0,25

Вольфрам 0,01-0,05

Ниобий 0,01-0,05

° Церий 0,0005-0,002

Я(елезо Остальное

Недостатками этой стали являются

40 низкая прочность и плохая обрабатываемость резанием, что ограничивает ее использование для изготовления ответственных деталей автомобилей и других машин, подвергаемых,упрочне-. №5 нию путем химикотермической обработки.

Цель изобретения — повышение прочности и улучшение обрабатываемости резанием конструкционной стали..

Углерод О, 13-0, 18

Кремний О, 17-0,37

Марганец 0,80-2,00

Хром l,l0-1,65

Ванадий 0,20-0,40

Никель 0 10-0,30

Азот Ор025 0 ° 050

Алюминий, О,О1-0,03

Барий 0,01-0,05

Кальций 0,01-0,05

7Келезо Остальное

Введение в сталь кальция в количестве 0,01-0,05Х позволяет улучшить обрабатываемость стали, но при этом необходима высокая скорость резания (150-300 и/мин) и использование твердосплавного инструмента.

Для снижения возможных скоростей резания (до 100 м/мин) и экономии твердоснлавного инструмента при сох-ранении высоких механических свойств наряду с кальцием в состав стали введен барий в количестве 0,01-0, 057.. Повышение содержания. бария и кальция более О,057, не оправдано, так как при этом возможно снижение ударной вязкости. Содержание кальция и бария менее 0 01Х не дает возможности повысить оррабатываемостьа

Наиболее мелкое зерно получается

1 при одновременном легировании аэотсодержащих сталей ванадием и .алюминием, так как нитриды ванадия более устойчивы при наличии нитридов алю- миния, Для этого в сталь введен алюминий в количестве 0,01-0,03Х. Увеличение содержания алюминия нецелесообразно„ так как возникает опасность повышения содержания неметаллических включений. Содержание алюминия в количестве менее 0,01Х недостаточно для образования нитридов алюминия.

Полученное мелкое зерно снижает прокаливаемость стали и позволяет легировать сталь комплексом элементов, повышающих прочностные и пластические свойства, не опасаяСь сквозной прокаливаемости. Поставленная цель достигается тем, что конструкционная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, 1ванадий, никель, азот и железо, до,полнительно содержит алюминий, барий и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Пример, Выплавку стали произ; водят в индукционной печи МГП-52 с основной футеровкой. В качестве кикты для получения стали используют скраб, чугун, ферромолибден, ферросилиций, марганец, AeppoxpoM, Aeppo-! ванадий, снликокальций и алюминийбариевую лигатуру, Выпуск стали осу1054442

В табл.l приведены составы предлагаемой стали, а в табл.2 — ее свой" ства.

3 ществляют. при 16000Ñ и разливают в изложницу. Вес слитка составляет

40 кг.

Таблица 1 Содержание компонентов, вес.7

Состав

Мп 51 Сr Ч Ni N Ва Са А) Fe

1 О, 13 0,8 0,17 1, 1 0,2 0,1 0,025 0,0) 0,0) 0,0) Остальное

2 015 14027 14

0-3 0,2

0,037 0,03 0,03 0,02 Остальное

3 0,18 2,0 0,37 1,65 0,4 0,3 0,050 0,05 0,05 0,03 Остальное

Ударная вяэкост кгс-м/мм

Прокаливаемость (HRC) Относи

Предел прочности к гс/мм

Предел текучести, кгс/мм

2 ермоебра отка тельно удлине ние,Ж

24мм 4& мм тали

1 Закалка

880 С

144 555 405 300 255

)40,8 )7),0 8,2

145,6 172,7 9,0

l4,0 64,7 42,0 35,0 25,0

140,8 173,5 9,3

15,6 60,7 45,5 38,0 24,0

Известный

)20 385 380 .370 300

80 4 100в0 50

Составитель А. Соловец

Техред И.Костик Корректор А.Тяско

Редактор С.Лисина

Заказ 9042/35 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, H-35, Раушская наб., д.4/5 ьилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Обрабатываемость стали резанием. опредяюФ по стойкости резцов при механической обработке стали.

Износ резцов по задней стенке гра.ни равен при обработке предлагаемой стали 0,30-0,31 мм, при обработке известной стали . — 0,65 мм.

Как следует из приведенных данных предлагаемая конструкционная сталь в сравнении с известной сталью об1 Таблица 2

Относительное сужение 2мм

Х ладает более высокими прочностными свойствами и лучшей обрабатываемостью резанием.

Зкономический эффект от использования предлагаемой стали составляет

60 руб. на 1 т стали. Зкономический эффект от максимального обьема использования составляет 90 тыс.руб. в год.