Конструкционная сталь

 

.КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, марганёд, кремний, хром и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения комплекса механических снойств при сохранении прокаливаемости слоя, она дополнительно содержит ванадий, иттрий и азот при следующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод 0,18-0,25 Марганец 1,00-1,30 Кремний 0,17-0,37 Хром 0,90-1,20 Ванадий 0,10-0,30 Иттрий 0,005-0,05 0,01-0,03 Азот Железо Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 С 22 С 38 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3373896/22-02 (22) 04.01.82 (46) 07.10.83. Бюл. Р 37 (72) В. Д. Кальнер, В. К..Седунов и Т. A. Федорова (7i) Московский трижды ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени автомобильный завод им. И. A. Лихачева (53) 669.15-194(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 730862, кл. С 22 С 38/24, 1976.

2. Сталь 25ХГМ. Гост 4543-71.

Сталь легированная конструкционная.

Марки и технические требования.

„.Я0„„А (54)(57) . КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, хром и железо, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения комплекса механических свойств при сохранении прокаливаемости слоя, она дополнительно содержит ванадий, иттрий и азот при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод 0,18-0,25

Марганец 1,00-1,30

Кремний 0,17-0,37

Хром . 0,90-1,20

Ванадий 0,10-0,30

Иттрий 0,005-0,05

Азот 0,01- 0 03

Железо Остальное

1046320

Химический состав, в вес.Ъ:

1 I I 1 I

Сталь Вариант

С t1n Cr Si V N v мо

0,20 1,03 0,90 0,17 0,10 0,01 0,005

0,18 1,30 1,20 0,25 0,10 0,02 0,05

0,25 1,00 1,00 0,30 0,30 0,03 . 0,03

0,22 1,10 1,10 0,37 0,10 0,01 0,01

Предла- . 1 гаемая г

0,25 1,00 1,10 0,27 0 25

Известная

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к сталям для тяжелонагруженных деталей с большими кон.тактными натяжениями, например, таких, как шестерни коробки перемены передач, nopaepra Hecsr нитроцемен тации.

Особенностью нитроцементируемых сталей для тяжелонагруженных деталей является получение высокой иэносостойкости и высокого комплекса меха- 10 нических свойств в сочетании с высокой прокаливаемостью и эакаливаемостью слоя.

Известна сталь, содержащая, вес.Ъ: углерод 0,12-0,24, марганец 0,7-1,5, 15 кремний 0,6-1,3, хром 0,7-1,5, иттрий 0,03-0,1; ванадий 0,05-0 18; азот 0,010-0,035; кальций 0,005-0,05, железо остальное (1).

Эта сталь имеет низкую прочность после нормализации, а повышенное содержание кремния ведет к снижению содержания углерода в эвтектоиде и уменьшению усталостной прочности зубчатых колес после химико-термической обработки.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сталь, имеющая следующий химический состав, вес.Ъ: углерод 0,23-0,29, кремний

0,17-0,37; марганец 0,9-1,10, хром:

0,9-1,20; молибден 0,2-0,30," желе- зо остальное (2J.

Укаэанная сталь известна как широко применяемая для изготовления, 35

0 шестерен коробки перемены передач, которые подвергаются нитроцементации, закалке и низкому отпуску и имеют твердость поверхности 60-65 HRC, что позволяет работать поверхностным 1О слоям при условиях работы сталь по стали. Эти условия сохраняются не только для зубчатых колес, но и для валов коробки перемены передач.

Однако эта сталь имеет не доста- 45 точно высокие механические свойства:

G = 110 кгс/мм, Og = 120 кгс/мм б = 10Ъ, 9= 45Ъ, Он = 8 кгс м/см

Кроме того, недостатком этой стали является склонность ее к повышенной прокаливаемости не только нитроцементированного слоя, но и сердцевины, что приводит при окончательной термической обработке к образованию больших напряжений и, как следствие, появлению трещин и больших деформаций деталей. Следует отметить, что эта сталь содержит остродефицитный молибден.

Целью изобретения является повышение комплекса механических свойств при сохранении прокаливаемости слоя.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром и железо, дополнительно содержит ванадий, иттрий и азот при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод 0,18-0,25

Марганец 1,0-1,3

Кремний 0,17-0,37

Хром 0,9-1,2

Ванадий 0,1-0,3

Иттрий 0,005-0,05

Азот 0,01-0,03

Железо Остальное

Химические свойства сталей представлены в табл. 1.

Механические свойства исследованных сталей представлены в табл. 2.

Прокаливаемость предлагаемой и известной сталей представлены в табл. 3.

Свойства нитроцементованного слоя представлены в табл. 4.

Таким образом, у предлагаемой стали по сравнению с известной имеется более высокий комплекс механических свойств, кривая прокаливаемости полностью укладывается в полосу прокаливаемости известной стали, причем у предлагаемой стали нет тенденции к повышенной прокаливаемости сердцевины. Свойства поверхности нитроцементованного слоя находятся на уровне свойств известной стали.

Расчет годовой экономической эффективности от применения предлагаемой стали составит более 500 тыс.руб.

Таблица 1

1046320

Таблица. 2

Сталь Вариант (кгс/мм (3 кгс/мм д Ъ Ц Ъ а, кгс/M/ñ

Предлагаемая

11,5 47,5

12,0 48,5

S 5

9,0

12,5

48,0

9,0

13,0. 48,0

10,0 45,0

8,0

Известная

8,0

Таблица 3 нас

Сталь

9,0 мм 15,0 мм

38-43

35-45

32-38

35-45

Предлагаемая

Известная Таблица 4

Глубина нитроцементированного слоя, мм

Твердость поверх- Твердость ности нитроцемент. сердцевины, слоя, HRC HRC

Сталь

1,0-1,4

1,0-1,4

38-43

35-45

61-65

60-65

Предлагаемая

Известная

Составитель С. Деркачева

Редактор А. Шандор Техред М.Костик

Корректор A. Повх

Заказ 7668/26 Тираж 627

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

145,5

140,0

142,5

143,0

110,0

168,0

160,0

165,0

162,0

120,0