Литейная цементуемая сталь

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«о767230 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (51)М. Кл.3 (22) Заявлено 09.08.78 (2t) 2654391/22-02 с присоединением заявки М

С 22 С 38/48

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3009В0, Бюллетень 36 (53) УДК669.15-194(088.8) Дата опубликования описания 021080 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЛИТЕЙНАЯ ЦЕМЕНТУЕМАЯ СТАЛЬ

Ударная вязкость, кгс ° м/см 4- 8

Твердость цементованного слоя, НРС при

5 20оС 59- 64.

Сталь имеет недостаточно высокие прочностные свойства. Кроме того, она содержит в своем составе дефицитный вольфрам и повышенное содержа о ние дорогостоящего молибдена.

НаиболеЕ близка к изобретению по технической сущности и достигаемому результату сталь следующего химическогО состава (2), вес.% углерод 0,1-0,5

Марганец 1,3-4,5

Кремний 0,5-1,5

Никель О, 5-1, 5

Молибден 0,1-1,0

20 Хром 1,5-4,5

Ванадий 0,05-0,5

Алюминий 0,05-0,5

Кальций 0,01-0,08

Иттрий 0,01-0,1

2э железо Остальное

Сталь имеет следующие свойства

Предел прочности, кгс/юР 145

Предел текучести, кгс/мм

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изысканию литейных высокопрочных цементуемых сталей для изготовления тяжело нагруженных фасонных отливок, работающих в условиях высоких удельных давлений и абразивного износа.

Известна литейная сталь, подвержвмая цементации следующего состава, вес.%

Углерод 0,1 — 0,2

Кремний 1 -2

Марганец 0,5-1,5

Хром 1 -2

Никель 0,5-1,5

Молибден 1 -2,5

Ванадий 0,05-0,2

Вольфрам 0,3-1,5

Церий 0,05-0,2

Железо Остальное (Ц .

Механические свойства такой стали следующие

Предел прочности, кгс/мм 120-140

Предел текучести, кгс/мм 110-128

Относительное удлинение, % 8- 12

-Относительное сужение, % 30- 50

135

И. Л. Рева, Н. Е. Дудов, Ф. В. Винтунов, В..".. Макаров, В. И. Гришин и A. М. Куприянов

767230

135-140

25- 35

Таблица н е н т ы, в е с.Ъ ка

r V Af Са У Nb Zr Ca с

- 0;13 0,72 0,30 1,30 0,52 1,30 0,05 0,03 0,005 0,05 0,08 0,02 0,021

2 0,15 0,81 0,63 1,59 0,64 1,58 0,08 0,058 0,039 0,039 0,12 0,05 0,046

3 О 18 1 00 0,72 1,80 0 70 1,82 0,12 0,082 O,D6 0,051 0,15 0,08 0 08

Относительное удлинение, В 9. ударная вязкость, к гс . м/см

Износостойкость цементованного флоя составляет 25,8 мг, что является недостаточным для деталей работающих на износ.

При использовании данной стали для получения фасонных отливок с толщиной стенок 15-30 мм в местах перехода от.тонких к толстым сечениям обнаружены горячие трещины. Это связано с наличием структурной неоднородности, являющейся следствием дендритной ликвации в стали. Суммарный размер ширины трещин, определенный по пробе Бехендэи-Самарина, составляе т 2,2 мм

Цель изобретения — повышение иэносостойкости цементованного слоя и трещиноустойчивости стали.

Достигается это тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, никель, молибден, хром, ванадий, алюминий, кальций, иттрий, железо, дополнительно содержит ниобий, цирконий и церий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ

Углерод 0,13-0,18

Марганец 0,7 -1,0

Кремний .0,3 -0,7

Никель 1,3 1,8

Молибден 0,5 -0,7

Хром 1,3 -1,8 Ванадий 0,05-0,12

Алюминий 0,03-0„08

Кальций 0,005-0,06

Иттрий 0,005-0,05

Ниобий 0,08-0,15

Цирконий 0,02-0,08

Церий 0,02-0,08

Железо Остальное.

O У

Снижение содержания марганца позволяет получить более высокие показатели пластичности и ударной вязкости.

Введение ниобия и циркония обеспечивает повышение износостойкости цементованного слоя, способствует измельчению и повышению однородности первичной структуры.

Церий в сочетании с кальцием и иттрием обеспечивает более полное сочетание границ зерен от неметаллических включений, перевод их в более благоприятную глобулярную форму, упрочняет и измельчает металлическую матрицу, увеличивает ее плотность, уменьшает склонность к образованию столбчатой структуры, повышает литейные свойства, в частности трещиноустойчивость, и весь комплекс свойстВ стали.

Сталь выплавляется в индукционной печи с основной футеровкой.

Химический состав предложенной стали приведев в табл. 1, а склонность к трещинообразованию и износостойкость цементуемого слоя — в

26 табл. 2.

Износостойкость определялась на машине МК-1М после цементации при

850 С в течение 5 ч и последующей термической обработки пс режиму: закалка с 900оС, выдержка 1 ч, масло и отпуск при 180 С, выдержка 2 ч.

Механические свойства стали следующие

Предел прочности, кгс/mP 145-150

Предел текучести, кгс/мм

Относительное удлинение, % 10- 14

Относительное сужение, Ъ

Ударнач вязкость, кгс м/см ;4- 6

Твердость цементованно- .

4 го слоя, HRC 60- 63

Использование предложенной стали для отливок, например корпусов штековой части пресс-экструдера, позволит увеличить срок его службы в

1,5 раза и получить экономический эффект не менее 100 тыс. руб. в 1 год.

767230

Таблица 2

1 Нет

2 0,9

3 1,0

21,7

20,8

19,4

Формула изобретения 15

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 425968, кл. С 22 С 38/48, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

30 9 516757, кл. С 22 С 38/48, 1977.

0,13-0,18

0,7 -1,0

0 3 -0,7

1,3 -1,8

Составитель П. Лапин

Редакто A. Соловьева Техред Е.Гаврилешко Ко екто 5. Макаренкэ

Заказ 7142 25 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Литейная цементуемая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, никель, молибден, хром, ванадий, алюминий, кальций, иттрий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения трещиноустойчивости стали и износостойкости цементо- ванного слоя, она дополнительно содержит ниобий, цирконий и церий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ

Углерод

Марганец

Кремний

Никель

Молибден

Хром

Ванадий

Алюминий . Кальций

Иттрий

Ниобий

Цирконий

Церий

Железо

0,5- 0,7

1,3 -1,8

0,05-0,12

0,03-0,08

0,005-.0,06

0,005-0,95"0,08-0,15

0,02-0,08

0,02-0,08

Остальное.