Сталь

 

СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, алк микий , тиган, кальций, редкоземельные металлы, и железо, отличающа яс я тем, что, с целью повышения обрабатываемости резанием, жаростойкости, длительной прочности и литейных свойств, она дополнительно содержит медь, селен и ниббий при следующем соотношении компонентов, вес.%: О,35 - 0,50 Углерод 2,0 - 3,0 Кремний 0,30 - О,70 Марганец Хром 8,0 - 1О,О Никель 0,10 - 0,50 Алюминий 0,01 - 0,05 0,О1 - О,10 Титан Кальций 0,005 - 0,О5 Редкоземельные 0,005 - 0,08 металлы 0,10 - 0,30 Медь 0,05 - 0,20 Селен (Л Ниобий 0,005 - 0,05 Железо Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛ4Н (19) (!1) g(59 С 22 С 38/60 ъ

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3302721/22-02 (22) 1 9.06.81 (46) 30.03.83. Бюп. %.12 (72) С. Н. Примеров. B. П. Гаврилюк, В.А.Чеботарев, С. Н. Бобраков, Б.А. Манжола и А.В. Ботте (71) Институт проблем литья АН Украинской CCP (53) 669.15-194 (088.8) (56) 1. Сталь 40Х9С2Л, ГОСТ 2176-77

Отливки из высоколегированной стали со специальными свойствами. Марки и тех. нические требования. 2. Авторское свидетельство СССР № 624951, кл. С 22 С 38/50, 1977. (54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий, тиган, кальций, редкоземельные металлы, ижелезо,отличающа яс я тем, что, с целью повышения обрабатываемости резанием, жаростойкости, длительной прочности и литейных свойств, она дополнительно содержит медь, селен и ниобий при следующем соотношении компонентов, вес.% .

Углерод 0,35 - .0,50

Кремний 2,0 — 3,0

Марганец 0,30 - 0,70

Хром... 8,0 - 10,0 . Никель 0,10 — 0,50

Алюминий 0,01 - 0,05

Титан 0,01 - 0,10

Кальций 0,005 - 0,05

Редкоземельные металлы 0,005 — 0,08

Медь 010 - 030

Селен 0,05 — 0,20

Ниобий 0,005 — 0,05

Железо Остальное

35

Жидков екучесть определяют по длине заполнения жидкой сталью опытных составов общепринятой спиральной пробы.

Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Технология выплавки предлагаемой литейной мартенситной стали не отличается практически or известной.

0,35 - 0,50

2,0 -3,0

0,30 — 0,70

8,0» 10,0

010 — 050

0,01 - 0,05

1 10082

Изобретение относится к металлургии и литеИюму производству, в частности к изысканию литейных жаростойких сталей с улучшенными свойствами и хорошей обрабатываемостью реза кием. 5

Известна литейная мартенситная сталь

fl) содержащая, вес. :

Углерод 0,35 — 0,50

Кремний 2,0 - 3,0

Марганец 0,30 - 0,70

Хром 8,0 - 10,0

Никель Не более 0,50

Медь Не более 0,30

Железо Остальное

Эта сталь применяется в основном 15 для изготовления отливок, работающих длительное время под нагрузкой при тем пературе до 700 С, например, клапанов, 0 колосников, крепежных отливок и др.

При этом термической обработке от- 2о ливки не подвергаются.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь (2), содержащая вес. :

Углерод 0,16 - 0,45

Кремний 0,17 - 0,7

Марганец 0,3 - 0,6

Хром 12 -14, Никель 0,1- 1,0 30

Алюминий 0,03 — 0,08

Титан 0,01 - 0,1

Кальций 0,005 - 0,08

Магний 0,005 — 0,05

Редкоземельные металлы 0,005 — 0,1

Железо Остальное

Существенными недостатками этой стали являются неудовлетворительная обрабатываемость резанием и относитель- 4О но низкие жаростойкость, длительная прочность и литейные свойства.

Цель изобретения - повышение обрабатываемости езанием, жаростойкости, длительной прочности и литейных свойств. 45

Для достижения поставленной цели .известная литейная мартенситная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий, титан, кальций, редкоземельные металлы и железо, до50 . полнительно содержит медь, селен и ниобий при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод

Кремний . Марганец

Хром

Никель

Алюминий

73 2

Титан 0,01 - 0,10

Кальций 0,005 — 0,08

Редкоземельные металлы 0,005 - 0,08

Медь О, 10 — 0,30

Селен 0,05 - 0,20

Ниобий 0,05 - 0,20

Железо Остальное

Опытные стали выплавляют в 160 килограммовой индукционной печи методом переплава.

Химический состав опытных сталей приведен в табл. 1.

Выплавленные составы исследованы на обрабатываемость резанием, жаростой« кость при 900 С, длительную прочность о при 700 С и литейные свойства.

О

Обрабатываемость определяют путем течения цилиндрических образцов диаметром 30 мм и. длиной 250 мм с помощью резцов из быстрорежущей стали.

Результат определяют йо потере веса резцов, а также по качеству проточенной поверхности.

Результаты испытаний на обрабатываемость резанием приведены в табл. 2.

Из табл. 2 можно заключить, что предлагаемая -сталь превосходит по обрабатываемости резанием известную сталь °

Об этом, в частности, свидетельствует примерно равный износ резца из быстрорежущей стали при проточке образцов из предпагаемой стали со скоростью

16 м/мин, в то время как скорость резания образцов из известной стали составляет 19,5-21,5 м/мин. Одновременно на .1-2 класса повышается чистота поверх— ности образцов из предлагаемой стали после точения.

Результаты испытаний на жаростойкость и литейные свойства приведены в табл. 3.

Длительную прочность определяют на стандартных образцах диаметром

10 мм.

Жаростойкость оценивают по убыли массы отлитых образцов при 900 С

О после выдержки их в течение 200 и

500 ч.. 3 1008273 - — - 4

Таким образом, предлагаемая сталь Например,. по жидкотекучести предло имеет более высокий -уровень исследуемых гаемая сталь превосходит известную сталь сэойств mo сравнению с известной сталью, на 33-40%, по жаростойкости (снижение что делает ее аффективным заменителем убыли массы) на 25% и длительной прочпри изготовлении литых деталей колосни- g ности на 40%. В итоге это обеспечивает ков, клапанов, крепежных узлов и других повышения качества литья, а экономичес работающих длительное время под нагруз- кий аффект по предварительным расчетам кой при повышенных температурах. составляет. около 8,5 тыс.руб. в год.

".Г а б л н ц а 1.

Опытная сталь.

Содержание компонентов, %

5e . Ae т Nb Ca;Pm

Известная

0,05 0,06

0,020,01 0,08

О,О1 . 0,02

0,01 0,04

Предлагаемая

3 0,35 3,0 0,5 8,4 0,3

4 0,41 2,0 0,3 9,1 0,4

5 0,46 2,4 0,7 9,5 0.,5

0,1 0,05

0,01 0,04 0,05

01 012 003005 012

Оэ2 011 6

0,05 0,10 0,16

6 0,50 2,5 0,5 10,00,2

0,3 0,20 0,030,06 0 20

:Т а б л и

Скорость резания, м/мин

14,5 19,5 21,5 19 . 20,5 20,5

Класс чистоты поверхности.,Таблипа 3

Извест ная

605

9,44 1 5.62

Предлагаемая

6,3

7,5

806

840

7,5

8,14

830

7,0

8,22

850

7,0

8,20

8,31

7>0

875

ВНИИПИ Заказ 2275/36 Тираж 625 Подписное

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

1 0,41 0,620,45 1 3,8 0,48

2 0,37 2,7 0,4 8,0 0,1 0,2 0,08

1 3,46

1 3,75

1 3,84

1 3,80

1 3,95

0,03 0,02

0;005; 0,08

002 0,01

0,05: 0,005