Сталь

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к стали для рабочих органов почвообрабатывающих машин, предназначенных для глубокой обработки почвы. Цель изобретения - повышение сопротивления износу и разрушению при воздействии циклических нагрузок за счет увеличения сопротивления зарождению и развитию трещин. Сталь дополнительно содержит бор и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,70-0,80; марганец 1,35-2,00; кремний 0,42-0,50; хром 0,35-0,50; никель 0,20-0,45; медь 0,20-0,50; титан 0,03-0,10; бор 0,003-0,005; азот 0,003-0,008; железо остальное, причем (Ti + Ю В)/(С + 100«N) 0,06- 0,11; отношение Mn/С равно 1,8-2,6; а суммарное содержание меди и никеля составляет 0,50-0,7. 2 табл. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

PECflYBRHH (51)5 С 22 С 38 54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4483528/02 (22) 19.09.88 (46) 23.02.91. Бюл. Ф 7 (71) Донецкий политехнический институт, Иакеевский металлургический комбинат и Головное специализированное конструкторское бюро по культиваторам и сцепкам Производственного объединения "Красный Аксай" г,Ростова †-Дону (72) Е.С.Ярошевская„ В.Л.Пилюшенко, В.И.Гребенников, С.П.Еронько, В.В.Дудник, В.Б,Морозов, Л.Ш.Летичевский, А,Г.Шумеев, И.Ф.Кукарека и С.В.Быковских (53) 669.14.018.256"194 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 - 1331904, кл. С 22 С 38/28, 1987.

Изобретение относится к металлургии, в частности к стали для рабочих органов почвообрабатывающих машин например рыхлительных лап культиваторов, предназначенньл для глубокой обработки почвы.

Цель изобретения — повышение сопротивления износу и разрушению при воздействии циклических нагрузок эа счет увеличения сопротивлеккя зарождению и развитию трещины.

Опытные стали выплавлялись в электропечи емкостью 60 кг. В табл.1

„„SU„„1629348 А 1 (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к стали для рабочих органов почвообрабатывающих машин, предназначенных для глубокой обработки почвы. Цель изобретения— повышение сопротивления износу и разрушению при воздействии. циклических нагрузок эа счет увеличения сопротивления зарождению и развитию трещин. Сталь дополнительно содержит бор и азот при следующем соотношении компонентов, мас.Ж: углерод

0,70-0,80; марганец 1,35-2,00; кремний 0,42-0,50; хром 0,35-0,50; никель 0,20-0,45; медь 0,20-0,50; титан 0,03-0,10- бор 0,003-0,005; азот 0,003-0,008; железо остальное, причем(Т1 + 10 В)/(С + 100 М)= 0,06О, 11; отношение Mn/С равно 1,8-2,6; а суммарное содержание меди и никеля составляет 0,50-0,7. 2 табл. приведены составы предлагаемой.и известной сталей.

Слитки массой 20 кг прокатывают на лабораторном стане на полосу толщиной 13 мм. Иэ полосы изготавливают образцы для испытаний на износостойкость и продольные образцы для определения характеристик циклической трещиностойкости, Износостойкость оценивают по потере массы образца в результате испытания, продолжающегося 1 ч, Используют кварцевый песок фракции

Предлагаемая сталь

О,22 О,ОЗ О,ООЗ О,ООЗ

0,20 0,10 0,005 0,005

0 ° 40 0,08 0,004 О,ООЬ

0,50 0,09 0,0045 О ° 008

Иавестнвн сталь

0,20 0,05

0,09 0 15

0 05 0,12

1 О 70 1 ° 35

2 О ° 80 2 00 э о 73 1,9о

4 0,78 1,4) l,93 0,67

2,5 0,50

2,6 0 65

1,8 О,70

О,ОЬ

О, I I

О,О8

О,O9

Остальное и и и

О,O24 о,оэо

О,О27

О,O18

О ° 45 О ° 45

О ° 50 О,ЗО

0,42 0,75

0,35 О ° 20

0,50 0,021

0,48 0,030

O 45 0,О25

О ° 42 0 023

t1 и и

l 67 0,45

l,29 0 25

1е91 .0,34

0,40 0,026 0,023

0,29 0,028 0,027

0,17 0,023 0,022

0,14 0,25

0,13 0,14

0,2б 0,29

5 0,6 I ° О

6 0,7 0,92

7 0,68 1,32

Таблица2

Состав Относительная Кн,, К ., стали износостойкость МПа .«Я МПа,1м

Предлагаемая сталь

1, /2 5,3

1,80 5,6

1,94 5,4

1,95 5,8

Известная сталь

1,31 4,2

1,36 3,7

1,62 4,6

42

48

46

1

3

33

34

3 162934

0,16-0,3 мм, давление в зоне контакта 0,48 МПа, Относительную износостойкость подсчитывают по отношению к потере массы эталона — стали 45 в

5 нормализованном состоянии, изнашив аемого в таких же условиях.

Испытания на циклическую трещиностойкость состоят в последовательном изменении длины растущей усталостной р щй71ы, соотВетствэующей этому числу циклов и, прилагаемому усилию. Для построения кинематических диаграмм усталостного разрушения используют электромеханический вибратор консоль" 15 ного типа с жестким видом нагружения.

Частота нагружения f = 10 Гц, коэффициент асимметрии цикла R = 0,005.

Для сравнения свойств материалов используют показатели порогового коэффициента интенсивности напряжений, К 1, и критического коэффициента интенсивности напряжений †. К с . Значехc ния свойств (средние результаты испытаний 3-5 образцов) в состоянии закал-25 ки от 850-870 С в масле и двухчасовоо

ro отпуска при 450 С приведены в табл.2.

Как видно из табл.2, наиболее высокие показатели относительной износостойкости и сопротивления разрушению при циклическом нагружении достигаются у составов, соответствующих формуле предлагаемой стали.

Более высокие показатели свойств предлагаемой стали позволяют повысить долговечность и надежность рабочих органов глубокорыхлительных почвообрабатывающих машин.

Формула и э о б р е т е н и я

Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, медь, титан, железо„ о т л и ч а ю щ а.. я— с я тем, что, с целью повышения сопротивления износу и разрушению при воздействии циклических нагрузок за счет увеличения сопротивления зарождению и развитию трещины, она дополнительно содержит бор и азот при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод 0,7-0,8

Марганец 1,35-2,00

Кремний 0,42-0 50

Хром 0 35-0 50

Никель 0,20-0,45

Медь 0,2-0,5

Титан 0,03-0,10

Бор 0,003-0,005

Азот 0,003-0,008

Железо Остальное. причем отношение (титан + 10 ° бор)/

/(углерод + 100 азот) 0,06-0,11; отношение марганец/углерод равно

1,8-2,6, а суммарное содержание меди и никеля равно 0,50-0,7 ° абйййв l