Сталь

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к износостойким сталям на железной основе, предназначенным для изготовления литых деталей насосов, внутренней поверхности биметаллических труб и труб, полученных методом центробежного литья, используемых при транспортировке отходов обогащения черной и цветной металлургии . Сталь содержит следующие элементы, мас.%: С 0,4-0.8; Сг 18-22. TI 0,2-0.4; Си 0,5-1-8; Si 0.1-0,8; Мп 0,1-0,3; Се 0.02-0.1; Са 0,008-0,1; Fe остальное. Использование церия совместно с кальцием дает возможность получить сталь с мелким зерном и с меньшим содержанием неметаллических включений, что повышает износостойкость и улучшает обрабатываемость резанием. 1 табл.

СОЮЗ CQBETCKMX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4917162/02 (22) 27,12.90 (46) 30.07,92. Бюл. N. 28 (71) Научно-производственное объединение

"Гидротрубопровод" (72) Н.А.Горохова, Л,Н,Строилова, А.О.Иванцов, А.Е.Сапогова и С.П.Гутников (73) Н,А. Горохова. (56) Авторское свидетельство СССР

М 642370, кл. С 22 С 38/32, 15.01.79.

Заявка Японии 61-21299, кл. С 22 С 38/18, 1986. (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к иэносостойким сталям на железИзобретение относится к металлургии, а именно к йзносостойким сталям на железной основе, предназначенным для изготовления литых деталей насосов, внутренней поверхности биметаллических труб и труб; полученных методом центробежного литья, используемых при транспортировке отходов.обогащения черной и цветной металлургии.

В настоящее время известна сталь. которая при концентрации твердого до 50% и скорости движения пульпы 2 м/с в изделии из этой стали имеет интенсивность изнашивания, равную 0,019 мкм/ч. Сталь имеет следующий состав, %:

С 0,9-1,0

Si 0.15 — 0,8

Мп 0,15-0,8

Сг 1.7-19

„„ЯЦ „„1752191 АЗ (si>s С 22 С 38/28

3 ной основе, предназначенным для изготовления литых деталей насосов, внутренней поверхности биметаллических труб и труб, полученных методом центробежного литья, используемых при транспортировке отходов обогащения черной и цветной металлургии. Сталь содержит следующие элементы, мас.%: С 0,4-0,8; Cr 18-22, Tl 0,2-0,4; Си

0,5-1-8; Si 0,1-0,8; Мп 0,1-0,3; Се 0.02-0,1;

Са 0,008-0,1; Fe остальное. Использование церия совместно с кальцием дает воэможность получить сталь с мелким зерном и с меньшим содержанием неметаллических включений, что повышает износостойкость и улучшает обрабатываемость резанием.

1 табл.

В 0,05-0,3

Э

Ч 0,1-0.4

Се - 0,03-0 15

Недостатком этой стали является высокая твердость (63 HRC), что сильно осложняет механическую обработку деталей, а также низкая прокаливаемость, приводя- О щая к растрескиванию деталей.

Известна также легированная сталь следующего состава. %:

С 0,35-2,0 л)

Sl 01-2 0

Мп 0-1 1,5 Cr 3.0-20,0

Р3М 0,001-0,6

Ni 0,25-2,,0

N C 0.3.

Nb 0,.01-5,0 / Та - 0,01-5,0

Со 0,25-2,0 / В - 0,001-0,5

1752191

Указанная сталь обладает низкой износостойкостью, прокаливаемостью и плохо обрабатывается, Целью изобретения является улучшение износостойкости, прокаливаемости и 5 обрабатываемости резанием путем снижения твердости и повышения ударной вязкости.

Для улучшения этих характеристик сталь содержит следующие элементы, 10 мас,%:

С 0,4-0,8

Cr 18 — 22

Cu . 0,5- 1,8

Мп 0,1-0,8 15

Si 0,1 — 0,8

Ti 0,2-0,4

Nb 0,1 — 0,3

Се 0,02 — 0,1

Са 0,008 — 0,1 20

Fe Остальное

В отличие от прототипа, предлагаемая сталь содержит дополнительйо кальций, а в качестве РЗМ вЂ” церий и в ней отсутствует азот, никель. 25

Пример. Опытные плавки предлагаемой стали были выплавлены в открытой 50килограммовой индукционной печи на

Экспериментальном заводе ЦНИИЧМ им.

И.П.Бардина. Слитки развесом 17 кг резали 30 иа образцы размером 100 х 20 х 10 мм. Из этих же слитков изготавливали ударные стандартные образцы размером 10 х 10 х 55 мм с острым надрезом. Все образцы были прошлифованы с четырех сторон. 35

Износостойкость стали определяли на экспериментальной установке. Потерю веса образца вследствие износа замеряли на аналитических весах с точностью до 0,05 мг, Твердость образцов измеряли на при- 40 боре для определения твердости по Роквеллу.

Испытания на ударную вязкость произ водились на маятниковом копре весом 5 т.

Прокаливаемость определяли методом 45 торцовой закалки (см. таблицу), Для повышения износостойкости при гидроабразивном изнашивании необходимо, чтобы в структуре стали было достаточное количество мелких равномерно распределен- 50 ных карбидов, чтобы матрица была коррозионностойкой и прочной, но в то же время легко обрабатывалась. В связи с этим в предлагаемой стали выбраны определенные пределы по содержанию элементов, ° 55

Введение в сталь менее 0,4 углерода резко увеличивает износ стали, так как образуется незначительное количество карбидов, а превышение содержания углерода>

0,8 приводит к повышению твердости, что усложняет обрабатываемость литых деталей.

При содержании хрома менее 18 скорость изнашивания стали составляет более

0,02 мкм/ч, что соизмеримо с данными по изнашиванию существующих сталей в аналогичныхх условиях.

Увеличение содержания хрома более

22 повышает износостойкость, но приводит к резкому охрупчиванию стали в холодном состоянии за счет образования о -фазы.

Медь вводят для повышения прокаливаемости стали, Эта характеристика очень важна при термической обработке крупных литых деталей насосов. Кроме того, медь, увеличивая устойчивость аустенита в перлитной области, снижает температуру начала мартенситного превращения и обеспечивает в структуре стали минимальное количество аустенита. При введении меди менее 0.5% ее влияние на свойства незначительно, Введение в сплав титана совместно с нйобием способствует образованию в первую очередь мелкодисперсных труднорастворимых равномерно распределенных карбонитридов титана и ниобия (TINb(C,N)), а затем уже образованию хромистых более крупных карбидов. Присутствие карбонит-, ридов повышает износостойкость стали.

Долговечность за счет увеличения износостойкости предлагаемой стали в 1,52,5 раза выше, чем у прототипа. Более низкая, чем у прототипа твердость в сочетании с повышенной вязкостью значительно упрощают механическую обработку литых деталей, а хорошая прокаливаемость обеспечивает равномерность термической обработки крупногабаритных литых деталей насосов, Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, хром, кремний, РЗМ; титан, ниобий медь, марганец и железо, отличающаяся тем, что, с целью улучшения износостойкости, прокаливаемости и обрабатываемости резанием путем снижения твердости и повышения ударной вязкости; она дополнительно содержит кальци1, а в качестве P3M — церий при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод 0,4 -0,8 .

Хром 18-22

Кремний 0,1- 0,8

Титан 0,2-0,4

Ниобий 0,1-0,3

Медь 0,5-1,8

Марганец 0,1-0.8

Церий 0,02--0,1

Кальций 0,008-0,1

Железо Остальн

5 конооменты, 2

Ст Си !!Ь

1752191

Сталь

Сеойстка старк

Ф крмтмче<кмд днаSi! т !1i Са

Се

Ычтенсне- !!RC ность маа ° наемеанне мкм/ч метр. we, оом окра дени е роде рредратаемае

0,4

0,8

0,6

18

23

20,5

0,5 0,2

1,8 0,4

1,15 0,3

0,1 0,1 0,1

0.3 0,8 0,8

0,2 0,45 0,45

0,008 0,02

О,! 0,1

0,054 0,06

0,012

0,0069

0,0!

55,6 1,678 60

56,2 1,279 75

56,33 1,504 68!!Заест

0,9

1,0 0,9 1 0,8 0 ° 1 нае

0 3

0,3

0,!

0,019

63.52 1.03 58

Составитель Л. Строилова

Редактор Ю. Середа Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Черни

Заказ 2699 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101