Сталь

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу стали, и может быть использовано для изготовления литых деталей, работающих в условиях тяжелого контактно-динамического и абразивного нагружения. Цель изобретения - повьшение стойкос-i ти стали при ударно-абразивном изнашивании . Это достигается тем, что сталь дополнительно содержит редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,5-1; марганец 4,5-10; хром 1-5; алюминий 0,1-1; титан 0,05-0,15; азот 0,05-0,1; ванадий О,05-0,3;кремний 0,3-0,8; РЗМ 0,002-0,01; железо - остальное, причем содержание углерода , марганца и хрома должно удовлетворять условию: 80 С% углерода + + 5 - % марганца + 2 % хрома 100+5. Сталь имеет высокую стойкость при ударно-абразивном изнашивании при достаточной ударной вязкости и низкой склонности к трещинообразованию при литье и термической обра- - ботке. 2 табл. (Л Сдд со vj 4 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 437 А1 (gg 4 С 22 С 38/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3974013/31-02 (22) 04.11.85 (46) 15.09.87. Вюп. Р 34 (7 l) Уральский политехнический инсти тут им.С.M.Êèðîâà, Ново-Краматорский машиностроительный завод им.В.И.Ленина и Волжский завод цементного машиностроения (72) M.Å.Ïîïöîâ, М.А.Филиппов, В.Е.Луговых, В.Г.Сорокин, P.À.Çèëüберштейн, В.Т.Алексеенко, В.З.Камалов, Ю.С.Егошнн, В.M.Äoðoôååâ и В.И.Чулий (53) 669. 14.018.256-194 (088 .8) (56) Сталь 110Г13Л. ГОСТ 2176-77.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1081233, кл . С 22 С 38/38, 1984. (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу стали, и может быть использовано для изготовления литых деталей, работающих в условиях тяжелого контактно-динамического и абразивного нагружения, Цель изобретения — повышение стойкости стали при ударно-абразивном изнашивании. Это достигается тем, что сталь дополнительно содержит редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас.Ж: углерод

0,5-1; марганец 4,5-10; хром 1-5; алюминий 0,1-1; титан 0,05-0,15; азот 0,05-0, 1; ванадий 0,05-0,3;кремний 0,3-0,8; РЗМ 0,002-0,01 железо— остальное, причем содержание углерода, марганца и хрома должно удовлетворять условию: 80 - (Ж углеродами +

+ 5 - j X марганца j + 2 (% хрома1 = а — 100+5, Сталь имеет высокую стойЮ кость при ударно-абразивном изнашивании при достаточной ударной вязкости и низкой склонности к трещинообразо- С ванию при литье и термической обработке. 2 табл.

1 i 33743

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составу стали, и может быть использовано в качестве износостойкого материала для деталей, подверженных тяжелому контактно-динамическому нагружению, со" четающему интенсивные ударные нагрузки на рабочую поверхность детали с воздействием абразива. 10

Целью изобретения является повышение стойкости стали при ударно-абразивном изнашивании.

Согласно изобретению содержание основных легирующих элементов — уг- 15 лерода, марганца и хрома в стали должно удовлетворять условию

80 ГХС 1 + 5 ° ХМп j + 2 (ZCr) =100+5.

Это условие было получено на осно20 ве экспериментального определения мартенситных точек M з при охлаждении сталей, химический состав которых соответствовал предложенным интервалам изменения концентраций основных легирующих элементов (С,Мп, Cr). Было установлено, что мартенситные точки М У - o( в интервале (-20)(-50) С имеют, например, следующие композиции (в скобках дано значение

М ): 90Г5Х2 (-42 С), 90Г4Х4 (-36 С), 60Г10 (-28 С), 60 Г9Х4 (-26 С), 50Г10Х5 (-40 С). Из сравнения химических составов сталей с близкими значениями M >

- (S установи- З5 ли, что одинаковое влияние на стабильность аустенита вносит изменение концентрации любого из основных легирующих элементов в следующих эквивалентных количествах: 0,1Х С 1,6Х

Мп 4X Cr или эффективность влияния углерода на стабильность аустенита сталей (для данных интервалов изменения концентраций) примерно в 16 раз выше, чем марганца, и в 40 раз выше, чем хрома. Фиксированный уровень стабильности аустенита предлагаемой стали достигается при выполнении укаэанного условия, в котором эмпирические коэффициенты перед концентрациями углерода. ((ХС)), марганца ((ХМп 7) и хрома ((ХСг ))соотносятся как эффективности влияния на стабильность аустенита соответствующих

5с легирующих элементов.

Указанное условие легирования стали позволяет с достаточной точностью поддерживать стабильность аустенита

7 2 стали на фиксированном уровне (М T- = (-20) -(-50) С ) . Кроме того, это условие удобно при корректировании состава стали при проведении плавки.

Предлагаемая сталь после закалки от температуры аустенизации (11401170 С) до комнатной является аустенитной, мартенситная точка стали (М ) при легировании в соответствии с данным условием находится на уровне (-20)-(-50) С. После поверхностной обработки холодом в рабочей части детали образуется 1О-ЗОХ мартенсита, твердой фазы, армирующей зерна аустенита, что значительно повышает твердость рабочей части детали (до 52-55 HRC) и износостойкость при абразивном изнашивании. B сердцевине детали сохраняется вязкая чисто аустенитная структура (20-22 HRC) предохраняющая деталь от преждевременного разрушения при интенсивных ударных нагрузках.

Химический состав плавок предложенной и известной сталей приведен в табл. 1.

Слитки разрезали на заготовки образцов для испытаний на ударную вязкость и стойкость при абразивном изнашивании (на установке БриннелляХаворта с полузакрепленным абразивом) и ударно-абразивном изнашива нии. Образцы изготавливали из закаленных в воду от температуры 1150 С заготовок. Величина износостойкости оценивалась как среднее значение по потерям веса трех образцов с единицы площади их рабочей поверхности после испытаний в течение определенного. времени.

Результаты испытаний сталей приведены в табл. 2, Применение предлагаемой стали позе воляет увеличить межремонтный срок службы рабочих органов агрегатов дробильно-размольног0 оборудования и уменьшить расход металла на тонну перерабатываемого сырья.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Сталь, содержащая углерод, марганец, хром,.алюминий, титан, азот, ванадий, кремний и железо, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения стойкости при ударно-абразивном изнашивании, она дополнитель1337437

0,30-0,80

Кремний

Редкоземельные металлы

Железо

0,002-0,01

Остальное

+ 2 (% хрома) = 100 + 5

Таблица l

Ссдеркание элементов> мас.2

>. °

Плавка стали С

Уровень стабиль

А1 Ti

8!. Cr ности а>стенита Fe

0,08 0,02 0,06 0,20

О,4О 1О,! ное

0>10 0,05 0,05 0,30 5,0 0,05 0,002 0>02 0,06

0,50

1О,О

0,30 0,07 008 050 35 015 0007 004 0,06

0,70

8,0

103

1 00

1,00 0,15 О, 10 0,80

4,5

1>0 0>30 0>010 0>05 О>10

104 5

1,10 0>17 0,10 0,85 0,9 0,32 0,017 0,06 0,12

4 2

1,05

106,8

0,01

0,08 0,07

0,04 0,08

122,2

Таблица 2

KCV МДж при M С

Износостойкость при абразивном изнашивании, отн.ед,при С

Износостойкость при ударно-абра зивном изнашива

Сталь нии, отн.ед,при

+20 -40

+20 -40

+20 -40

1,0

0,85

0,7

0,9

0,2

0.,5

1,25

2,2 1,0 1,4 1,1

1,35

1,2

1,35 1,1

2,0 0,8

1,6

1,3

1,0

1,8 0,75 1,2

1,2

0,9 0,7 1,1 0,8

0,9

ВПИИПИ Заказ 4099/24 Тираж 604 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 но содержит редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Углерод

Марганец

Хром

Алюминий

Титан

Азот

Ванадий

0,5-1,0

4,5-10,0

1,0-5,0

0,1-1,0

0,05-0, 15

О, 05-0, 10

0,05-0,30

1,10 !1,0 0 04 О,! 0,01 0,8

" Плавки 2-4 - предлокенная сталь! плавки l u иэвестная сталь. причем содержание углерода, марганца и хрома должно удовлетворять условию

80 (% углерода,1+ 5 ° (% марганца) +

5,2 0,04 0,001 0>02 0,04 Осталь- 92,9

5 имеют запредельное содервание компонентов плавка Ь -