Сталь

 

СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель. молибден, ванадий, азот, Алюминий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения относительного удлинения она дополнительно содержит иттрий при следующем соотнс иении компонентов, мае. %: Углерод0,14-0,22 Марганец0,50-0,80 Кремний 0,17-0,37 Хром0,40-0,60 Никель1,60-2,0 Молибден0,30-0,60 Ванадий0,10-0,50 Азот.0,020-0,070 Алюминий0,005-0,02 Иттрий .0,01-0,09 Q ЖелезоОстальное (Л причем соотношение ванадия и азота 5:1 - 7:1.

(19) (1!1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 С 22 С 38 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е (21) 3552123/22-02 (22) 07.02.83 (46) 23.06.84. Бюл. 9 23 (72) В.Д.Кальнер, С.A ° 10ðàñîâ, В.К.Седунов, Т.Я.Меньшикова, В.Е.Романенко и С.И.Василенко (71) Московский автомобильный завод им. И.A,Ëèõà÷åâà и Научно-исследовательский институт автотракторных материалов (53) 669.15-194 (088.8) (56) 1.Сталь легированная конструкционная. ГОСТ 4543-71.

2.Авторское свигетельство СССР

Р 500286, кл. С 22 С 38/00, 1974, З.Авторское свидетельство СССР

9 950792, кл, С 22 С 38/48, 1981. (54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, молибден, ванадий, азот, алюминий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения относительного удлинения она дополнительно содержит иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Углерод Оуl4-0,22

Марганец 0 50-0,80

Кремний 0,17-0,37

Хром 0,40-0,60

Никель 1,60-2,0

Молибден 0,30-0,60

Ванадий 0 10-0,50

Азот, 0,020-0,070

Алюминий 0,005-0,02

Иттрий ., 0,01-0,09

Железо Остальное причем соотношение ванадия и азота

5:1 - 7г1.

1098975

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано, в частности, в машиностроении при изготовлении тяжелонагруженных деталей машин и механизмов, таких как шестерни и валы редукторов, работающих при больших удельных давлениях и пониженных температурах.

Известна конструкционйая сталь j1). содержащая, мас.%:

Углерод 0,16-0,22 1р

Кремний 0,17-0,37

Марганец 0,30-0,60

Хром 1,25-1,65

Никель 3,25-3,65

Железо Остальное. 15

Однако данная сталь нетехнологична и отличается повышенной деформацией из-за необходимости проведения двухкратного нагрева под закалку.

Известна также конструкционная сталь (2) состава, мас.%:

Углерод 0,14-0,19

Кремний 0,17-0,37

Марганец 0,50-0,80

Хром 0,40-0,60

Молибден 0,40-0,60 Никель 1 6 -2,0

Ванадий 0,10-0,25

Ниобий 0,05-0,10

Медь 0,10-0у25

Азот 0,01-0,16 ЗР

Железо Остальное

Однако при пониженных температурах (-60 С) для данной стали резко снижается ударная вязкость, которая 35 составляет не более 4 кгм/см?

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь (3) состава, .мас.%: 40

Углерод

Марганец

Кремний

Хром

Молибден

Никель

Ванадий

Ниобий

Медь

Азот

Алюминий 5Р

Церий

Железо

0,14-0,19

0 5 -0,8

0,17-0,37

0,4 -0,6

0,4 -0,6

1,6 -2,0

0,1 -0,25

0,03-0,10

0,10-0,25

0,01-0,02

0,01-0,03

0,005-0,050

Остальное

Недостатком известной стали является невысокое значение относитель- 55 ного удлинения.

Цель изобретения — повышение относительного удлинения стали при сохранении высокого уровня прочностных свойств и высокой ударной вязкости 6Р при пониженных температурах.

Цель достигается тем, что. сталь, содержащая углерод, марганец, кремний,хром, молибден, никель, ванадий, азот, алюминий и железо, дополнительно содержит иттрий при следующем содержании компонентов, мас.%:

Углерод 0,14-0,22

Кремний 0 17 0 37

Марганец 0,50-0,80

Хром 0,40-0,60

Молибден 0,30-0,60 . Никель 1,60-2,00

Ванадий 0,10-0,50

Азот 0,020-0,070

Алюминий 0,005-0,02

Иттрий 0,01-0,09

Железо Остальное причем соотношение ванадия и азота

5:1 — 7:1.

Иттрий, активно входя в сложные карбинитридные соединения, повышает температуру растворения данной Фазы сохраняя мелкое зерно до высоких температур.

Повышение содержания иттрия более

0,09% нецелесообразно, так как это увеличивает только его расход и не оказывает влияния на свойства. Ванадий с азотом, содержащийся в соотношении 5:1 — 7:1, образует стехиометрическое соотношение мелкодисперсных частиц с самой матрицей, что обеспечивает повышенную ударную вязкость при пониженных температурах при наличии алюминия в пределах 0,005-0,02.

Другие соотношения ванадия к азоту не.образуют стехиометрического соотношения. Увеличение содержания алюминия ведет к образованию нитридов алюминия, склонность к образованию которых выше. Однако температура растворения их ниже и, как следствие, большая величина зерна, которая ведет к снижению ударной вязкости при пониженных температурах. Содержание алюминия менее 0,005% ведет к снижению качества стали, так как раскисление данной стали необходимо только алюминием.

Укаэанный комплекс легирующих элементов исключает введение дорогого и дефицитного ниобия.

Содержание ванадия более 0,5% при данном содержании легирующих элементов недопустимо„ так как повышается температура низкого отпуска, совпадающая с температурой отпускной хрупкости

1 рода.

Химический состав и свойства предлагаемой и известных сталей представлен в табл. 1 и 2.

Как следует из табл. 2, предлагаемая сталь обладает высоким комплексом механических свойств и высоким значением ударной вязкости при пониженных температурах по сравнению с известной {табл.2) .

Внедрение предлагаемой стали для изготовления тяжелонагруженных деталей угольных комбайнов повышает долговечность деталей на 30% при пониженных температурах за счет повыше1098975

Экономический эффект от использования предлагаемой стали только в угольной промышленности для изготовления органа угольных комбайнов составляет

13000000 руб. в год. ния ударной вязкости, снижает трудоемкость ремонтных работ, что имеет большое народно-хозяйственное значение.

Таблица

Содержание компонентов, мас.Ъ

1 1 1

Сталь

С Si Nn Cr Ио Ni V

Предлагаемая

О, 17 0,50 0,40 0,40

0,10

1,60

0,14

0,25 0,65 0,50 0,45 1,80 0,36

0,37 0,80 0,60 0,60 2,00 0 50

0,19

0,22

Известная

0,17

1,25

0,19

3,25

0,30

0,37

3,65

1,65

0,60

0i40

0 40

0,50

0,17

0,17

1,60

0 60 2,00

0,37

0,60

0,80 (3) 0,27

0,49

0,69

0,17

1,86

0,51

0,18

Продолжение табл. 1

Содержание компонентов, мас.Ъ

1 I

Сталь

А2 Fe . Cu Nb

Предлагаемая

5/1

О, 050 О, 01 О, 005 ()стальное

6/1

0 05 0,012

0,09 0,02

° 1

7/1

Известная

0,100,25

f3) ° I

0,07

0i 021

Ы (2) О, 060

0,070

0,001

0,016

0,015

0,050,10

0,18

0,10

0,25

Соотношение ванадия к азоту

1098975

1.

Таблица 2

Относительное удлинение5 8

5р

Предел прочности Ь г кгс/мм

Сталь

Предлагаемая

13t2

135

155

140

14,0

155

15 0

140

160

Известная

110

130

144

138

142,5

162,3

ll 9

Продолже ние та бл 2

« \

Относительное Ударная сужение у, 8 вязкость а„кгс/см при +20 С

Балл зерна

Сталь

Предлагаемая

55,0

7,1

57,5

7,5

8,0

55 0

Известная. 45

4,0

5,5

8,3

Составитель И.Петренко

Редактор Н.Джуган ТехредЛ.Мнкеш корректор H.Ìócêà

Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4324/23

Ф

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул.Проектная,4

И (г (3) Предел текучести

6r;) кгс/see 8

11-12

11-12

11-12

Ударная вязкость при-60 С