Конструкционная сталь

 

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения, а именно к производству сталей высокой прочности, предназначенных для изготовления тяжелонагруженных деталей машин, эксплуатируемых, например в районах Севера. Цель изобретения - повышение прочности и хладостойкости при сохранении ударной вязкости в крупных стальных деталях. Сталь имеет следзтощий химический состав, мас.%: углерод 0,20-0,40; кремний 0,17-0,37; марганец 0,50-0,80; хром 1,50-2,50; никель 1,00-1,50; молибден 0,10-0,20; ванадий 0,06-0,15; азот 0,005-0,010; кобальт 0,02-0,08; титан 0,001-0,003; мьшьяк 0,002- 0,010, железо остальное, причем соотношение содержания молибдена и фосфора составляет не менее 6. При закалке стали в воде обеспечивается применительно к большим толщинам сочетание высокой прочности и ударной вязкости. 1 з.п. ф-лы.. 2 табл. с € (Л 00 ел ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„15519 (511 4 - С 22 С 38/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕЕЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3940991/22-02 (22) 25.07.85 (46) 07.06,87. Вюл. Ф 21 (71) Производственное объединение

"Уралмаш" (72) В.Е. Соколов, В.В. Кубачек и Н,Н. Александрова (53) 669.15-194 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 865960, кл. С 22 С 38/52, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 550455, кл. С 22 С 38/52, 1975. (54) КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ (57) Изобретение относится к области металлургии и машиностроения, а именно к производству сталей высокой прочности, предназначенных для изготовления тяжелонагруженных деталей машин, эксплуатируемых, например, в районах Севера. Цель изобретения— повышение прочности и хладостойкости при сохранении ударной вязкости в крупных стальных деталях. Сталь имеет следующий химический состав, мас.7: углерод 0,20-0,40; кремний

0s17 0,37; марганец 0,50-0,80; хром

1,50-2,50; никель 1,00-1,50; молибден 0 10-0 20 ванадий 0,06-0 15 азот 0,005-0,010; кобальт 0,02-0,08; титан 0,001-0,003; мышьяк 0,0020,010, железо остальное, причем соотношение содержания молибдена и фосфора составляет не менее 6. При закалке стали в воде обеспечивается

Ж применительно к большим толщинам сочетание высокой прочности и ударной вязкости. 1 э.п. ф-лы. 2 табл.

С:

1315519

Изобретение относится к металлургии и машиностроению, а именно к производству сталей высокой прочности для изготовления тетяжелонагруженных деталей, например„ для деталей 5 карьерных экскаваторов, работающих в условиях Севера при низких климатических температурах.

Целью изобретения является повышение прочности и хладостойкости при сохранении ударной вязкости в крупных стальных деталях.

Пример. Для исследования проводят экспериментальные плавки предложенной и известной стали.

Свойства предложенной и известной стали изучают на образцах. Для изготовления образцов используют сталь, выплавленную в индукционной печи с основной футеровкой.

Химический состав плавок приведен в табл. 1.

Из слитков массой 60 кг отковывают прутки ф 14 мм, интервал ковки

1200-850 С. Прутки после предварительной нормализации (900-950 С, 2 ч, воздух) разрезают на образцы.

Термообработку образцов проводят с учетом того, что состав предложенной стали специально разработан применительно к закалке крупных деталей в воде.

Образцы после аустенитизации при

860+10 С охлаждают со скоростью

600 град/ч, что соответствует скорости охлаждения крупных заготовок (в сечениях 500-600 мм) в воде в интер-. вале температур 850-300 С. Температура отпуска 630+5 С, о 40

Механические испытания на растяжение проводят на пятикратных образцах ф 5 мм, на ударный изгиб — на образцах типа 1 по ГОСТУ с определе45 нием критической температуры хрупкости (Т, С).

Величину зерна определяют методом травления для определения величиУ 50 иы зерна образцы закаливают в интервале 800-950 С.

Прокаливаемость определяют по методу торцовой закалки в воде на об-. разцах Немчинского. За величину прокаливаемости принимают глубину бейнитной зоны твердостью 43 HRC.

Результаты испытайий приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, предложенная сталь по сравнению с известной. является более мелкозернистой, обладает лучшей бейнитной прокаливаемос-, тью и, как следствие, лучшей хладостойкостью. При закалке предложенной стали в воде обеспечивается применительно к большим толщинам сочетание высокой прочности и ударной вязкости, что делает сталь. пригодной к широкому применению для крупных деталей машин, в том числе самых разнообразных типов машин, работающих в районах Сибири и Крайнего Севера.

Разумное ограничение содержания.никеля и молибдена делает применение предложенной стали экономически выгодным и обеспечивает .ей преимущество при выборе материала иэ класса конструкционных Cr-Ni-Mo-V сталей.

Формула изобретений

1. Конструкционная сталь, содер" жащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, азот, кобальт и железо, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности и хладостойкости при сохранении ударной вязкости в крупных стальных деталях, она дополнительно содержит титан и мьппьяк при следующем соотношении компонентов, мас,7:

Углерод 0,20-0,40

Кремний 0,17-0,37

Марганец 0,50-0,80

Хром 1,50-2,50

Никель 1,00-1,50

Молибден,0, 10-О,2О

Ванадий 0,06-0,15

Азот 0 005-0,010

Кобальт 0,02-0,08

Титан 0,001-0,003

Мышьяк 0,002-0 010

Железо Остальное

2. Сталь по п. 1,, о т л и ч а ю— щ а. я с я тем, что соотношение мо- . либдена и фосфора составляет не менее 6.

1315519

Таблица

Содержание компонентов, мас.Ж

Состав

Mn Cr Ni Mo V

С Si

1 0,40 0,17 0,50 2,0 1,0 0,10

О,ll 0,020

2 0,33 0,25 0 63 1,5 1,3 0,20 0,06 0,030

3 0,20 0,37 0,80 2,5 1,5 0 15

0 15 0,022

4 (известный) 0,18

0,08 0,022

0,25 0,35 0,7 1,35 0,25

Продолжение табл.l

Состав

Содержание компонентов, мас.Х

Со As N Nb Fe

0,015 0,001 0,08 0,009 0,008

0,029 0,003 0,04 0,010 0,005

0,020 0,001 0,02,0,002 0,010

95,59

95,61

94,26 извест— ный

0,015 0,04 96,72

0,018

0,03,Таблица 2

1 о,т à

Т5о s

KCU+20

МД /м

Место отбора образцов

Диаметр заготовки, мм

764 906!

8,6

Поверхность

760 904

-!5

17,4

761 906

18,4

746. 901 16,8 58,6 1,43

1/2 R 757 901 18,6

762 905 18,4

500

Плавка стали состава

60,1 1,40

62,2 1,22

63,5 1,45

60,5 1,25

59,8. I 05

1315519

Продолжение табл 2 о,т а

KCU+20

ЩИ/ м

Диаметр Мест заготов- отбо ки, мм обра цов

Плавка стали состава

754 898 17,6 59,5 1,16

757 888 18,0 58,3 1,07 0

751 882 17,4 57 7 0,97

Ось

752 892 18,0 62,0 1,52

Поверхность

732 878 19 0 63 5 1, 48

-20

744 888 18,0 61,8 1,50

730 876 18,0 60,? 1,31

1/2 R 740 881 17,6 59,5 1,28 . -5

500

745 882 IS,O 61,5 1,37

728 873 18 0 60,0 1,13

17,8

745 885

58,9 1,25 -2

Ось

739 887 18,.0 61,3 1,08

683 793 20,0 65,0 1,65

Поверхность

680 794 19,8 64,7 1,55 -12

692 798 20 0 65 0 1 47

659 785 20,0 65,2 1,52

1/2 К 660 773 18,0 64,7 1,50 0

675 803 19,4 63,8 1,62

677 791 18,0 63,5 1,42

500

670 780 21,6 66,3 1,50 +5

Ось

641 764 20,6 64,2 1,62

574 7)6 20,0 66,0 1,80

566 707 20,4 68,6 l,77 +10

560 696 21,0 68,0 1,70

537 670 20,8 64,4 1,67

Поверхность

1315519

Продолжение табл. 2

,Х В

Т30 Э

CU+20

МДж/м

1/2 R 533 670 21,2 69,0 1,62 +18

530 663 21;0 67,3 1,87

500

Известного

Ось

516 640 19,0 68,6 1,65

Составитель С. Деркачева

Редактор Н. Гунькоi Техред М.Моргентал Корректор И. Mycica

Заказ 2320/28 Тираж 604 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Цлавка Диаметр стапи заготовсостава ки, мм

Место отбора образцов

490 616 21,6 с

524 646 20,2

70ь4 1187.

69,3 1,85 +20