Износостойкая сталь

 

(72) Авторы изобретеиии

М.И.Карпенко и В.Н.Даманников

Гомельский филиал Белорусского политехнического (71) Заявитель

Изобретение относится.к области металлургии, в частности к сталям для литых деталей машин, интенсивно изнашивающихся в процессе работы.

Известная сталь 110 Г13Л обладает относительно невысокими мехаческими и эксплуатационными свой- . ствами (11.

Наиболее близка к предложенной износостойкая сталь (21, содержащая, вес.Ж:

Углерод 0,9 — 1з5

Марганец 9 -13

Кремний 0,2 — 0,6

Хром 0,2 -1

Молибден 0,01 — 0,3

Ванадий 0,05 — 0,5

Алюминий 0,01 — 0,2

Железо Остальное

Известная сталь по прочностным характеристикам и износостойкости. не удовлетворяет перспективным требованиям, предъявляемым к литым деталям современных машин и механиз. мов,работающих в условиях абразивного износа.

Цель изобретения — повышение механических свойств и износостойкости стали.

Эта цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, молибден, ванадий, 10 алюминий и железо, дополнительно содержит ниобий, сурьму и азот при следующем соотношении компонентов, вес.й:

Углерод . 0,9 — 1,5

Марганец 9,0 -15,5

Кремний 0,3 — 0,7

Хром 0,2 — 0,7

Молибден 0,05 — О, 3

Ванадий, 0,02 - 0,3

Алюминий 0,01 - 0,2

Нибй 0,01 — 0,2

Сурьма 0,01 — 0,08

Азот. 0,01 — 0;07

Железо Остальное

3 9127

Сталь вместо сурьмы может содер1 жать один элемент, выбранный из группы, содержащий кальций, магний, редкоземельные металлы, в количестве (0,01-0,08. вес,X).

Оптимальные механические свойства предложенной иэносостойкой стали в отливках достигается после закалки при 1080-10оС. Дисперсные карбонитридные фазы, образующиеся в металлической основе (аустеннт®), и влияние на размер действительного зерна стали в отливках после их термической обработки существенно повышают износостойкость .стали. После закалки предложенной стали в отливках образуются более мелкие зерна аустенита, чем в. сталях, не содерI жащих специальных карбонитридных фаз, так как указанные фазы оказы20 вают зародышевое влияние при образовании новых зерен аустенита в про1

70 4 цессе охлаждения при переходе через критическую точку Аг .

В табл.1 приведенй химичесКие составы известной (плавка 1) и описываемой (плавки 2 и 13) сталей.

В табл. 2 приведены физико-меха= нические свойства сталей.

Иеханические испытания проводят. на литых образцах после закалки при

1080 С в воду, испытания на динамио ческую прочность на маятниковом копре модели МК-ÇOA, а стойкость стали к ударно-абразивному износу определяют на машине модели Х4-Б. За !007. принята износостойкость известной стали.

Благодаря высоким прочностным свойствам, нзносостойкости и ударной вязкости предложенная сталь обеспечивает увеличение срока службы изделия.

9I2770

1!

С Ъ

«Ч о о а о о

«С

«1 л о л а о ь о

«О ь а

Ю о о а а о о

Э

« 1

Ф о в

О О

« 1

D в о

«Ч а а в а л

I I 1

Г 1

1 л

«Ч Ю е о о

СМ «1 л в л

О О О

Ю а

О1 а

«в) CV а в о о

1 1

СЧ о о л л о о л л л е

О О О о о а л о о

CO о

«А л о о а е о о

D а 1 1 ь

««

«Ч л о

1 1 о о о о л

«ч о в а о о

О r

1 1

СС) СЧ л а о о

«Ч РЪ л о о

<Д1 л о л о о

1 I о л

Ю «Ч о о о л а е о о о о о

СО в

О С1 о в о

«С « е л о

1 1

О

Ю

1 а ь

«/1 л м

СЧ о л

Ю! о

Э I

1 1 1 о о ь о о\ е D О Î О

СЧ о ю л а

О О О

СО ь о

D ь о о а а о ю

«/1 С 1 л A и о

1 Э

I,О

3 о а в

D ь а 1

Ю о а л о

«Г л л а а

1 С )

1 о о о о

1

I

«Ч 1

1 л о в о ь о е

«Ч С Св! а л о о о

О л л о о оъ л о

«Ч л о

1 1

Щ о л в о о

° °

«Ч о

1 е

« 1 л л

Ю л л

О О 1

1 1

1! Х

Э

1 х х о

И

X о

I э >х х

««j

Р Э

Q, Ж х

3. о

1 Ц о

I Р

1 Ф

I ъ

1 Е

9 I

О Х

Э 1

V I Р,, о е

E .а3 о о, Ф) Э

1 (:Ь

1 и х

cO I л 1 1

Х 1

u I ь О о о о л

° °

«=1 .«" «Ч СЧ О о е а л а о ь о о о о

1 Х

)I А

1 Е

I Э

1, 1 I

3 о

««l

I K

912770

Таблица 2

Предел уст лости, кгс/мм

Ударная вязкость кгс/м./см

Относительная износостойкость прн ударно-абра"зивном износе

Величина

Предел текучести, кгс/мм

Предел прочности, кгс/мм таль зерна аустенита, балл

Известная

100

56,7 27,6 24,5

87,3

Предложенная б

28,7

138

106,4 35,1

32,1

147!

28,4 39,5

156

33,8

29,1

135

33,2

151

34,5

154

28,6

137

148

33,5

154

33,2

146

Ц 9,8 38,5

30,4

170,0 129.,0 41,2

160

31,7

12 .

157

31,3

127,7 41,0

168,2

Формула изобретения

Износостойкая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, молибден, ванадий, алюминий и желе.,зо, отличающаяся тем,что с целью повышения износостойкости и механических свойств, она дополнительно содержит ниобий, азот, один элемент, выбранный из группы, содержащей сурьму, кальций, магний, редкоземельные металлы, при следукпцем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0,9 — 1,5

Марганец 9,0 — 15,5

Кремйий 0,3 — 0,7

Хром 0,2 — 0,7

Молибден 0,05 — 0,3

ВНИИПИ Заказ 1321/36

0,02 †0,3

0,01 — 0,2

0,01 — 0,2

0,01 — 0,07

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

141,4

165,2

158,9

139,0

158,7

153,9

144,0

162,4

164,0

150,2

123,2 40,6

105,0 30,2

122,9., 39,0

121,8 37,4

110,2 36,2

127, 3 39,4

128, 1 39,5

Ванадий ,Алюминий

Ниобий

Азот

Один элемент,выб45 ранный из.группы, содержащей сурьму, кальций,магний,редкоземельные металлы 0,01-0,08

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник металлиста. М.,"Металлургия", 1976, с.147.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 581165, кл. С 22 С 38/24, 1977.

Тираж 657 Подписное