Сталь

 

СТАЛЬ, содержащая углерод/ марганец, кремний, хром, кальций, титан, ад|оминий, азот, бор, серу и железо, о т л и ч а ю и а я с я тем,. что, с целью повышения технологичности стали при холодной объемной деформации, прочности ее и улучшения :обработки резанием, она дополнительно содержит тантал при следующем соотношении компонентов, мае.%: Углерод0,20-0,25 Марганец0,9-1,3 Кремний -0,02-0,10 Хром. 0,4-0,7 Кальций0,015-0,03 0,02-0,06 Титан 0,02-0,08 Алюминий 0,004-0,01 Азот 0,001-0,004 Бор 0, Сера i 0,03-0,08 Тантал Остальное . Железо (Л

I (!9! (!!!.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NIWMCIIN

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;:, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЭОБРЕ1 АГНИЙ И Щ НРЫ7ИЙ (21) 3529369/22-02 (22) 27.12 ° 82 (46) 30.12.83. Бюл. Р 48 (72) P.П.Шубин, М.Г.Амиров, Н ° И.Счисляев, Й.С.Фривель, М.И.Швец и Е.Г.Совалова (71) Научно-исследовательский институт автотракторных материалов (53) 669.15-194(088.8) (56) 1. Сталь марки 38ХГНМ, ГОСТ 10702-78.

2. Патент Франции М 2451403, кл. С 22 С 38/00, 1981. (54) (57) СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, кальций, титан, алюминий, азот, бор, серу и железо, о тлич а ющая с ÿ тем., 3(59 С 22 С 38 22 С. 22 С 38/60, что, с целью повышения технологичности стали при холодной объемной деформации, прочности ее и улучшения обработки резанием, она дополнительно содержит тантал при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Углерод 0,20-0,25

Марганец 0,9-1,3

Кремний 0,02-0. 10

Хром 0,4-0,7

Кальций 0,015-0,03

Титан 0,02-0,06

Алюминий 0,02-0,08

Азот 0,004-0,01

Бор 0,001-0,004

Сера 0,03-0„05

Тантал 0,03-0,08. Я

Железо Остальное,1063858

0,20-0,25

0,9-1,3

0,02-0,10

0,4-0,7

0 015-0,03

0,02-0,06

0,02-0,08

0,004-0,01

0,001-0,004

0,03-0,05

Изобретение относится к металлур- гии, а именно к конструкционным сталям, обладающим повышенной технологичностью в процессах холодной объемной деформации и при обработке резанием.

Известна конструкционная сталь, имеющая наряду с высокими прочностными свойствами недостаточную технологичность в процессах холодной объемной деформации и при обработке резанием $1) .

Наиболее близкой к предлагаемой является сталь 2) следующего состава, вес.%г

Углерод До 0,6

Марганец До 2,5

Кремний До 0,5

Алюминий До 0,04

Титан До 0,5

Хром До35

Бор До 0 Oi

Азот До 0,02

Кальций 0,0002-0,01

Сера До 0,003

Цирконий До 0,5

Ниобий До 0,5

Тели ур До 0,03

Кислород До 0,003

Никель До 4,5

Молибден, До 1,0

Ванадий До 2,0

Свинец 0,01-0,3

Селен 0,003-0,1

Висмут 0,01-0,3

Железо Остальное

Недостатком известной стали является невысокая технологичность при холодной объемной деформации. Кроме того, необходимый уровень прочностных свойств и технологичность при обработке резанием обеспечиваются легнрованием дефицитными элементами, такими как никечь, молибден, ниобий, ванадий.

Цель изобретения - повыаение технологичности стали при холодной объемной деформации, прочности ее и улучшение обработки резанием.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, кальций, титан, алюминий, азот, бор, серу и железо, дополнительно содержит тантал при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Углерод

Марганец

Кремний

Хром

Кальций

Титан

Алюминий

Азот

Вор

Сера

Тантал 0,03-0,08

Железо Остальное

Повышение технологичности стали в процессах холодной объемной деформации обеспечивается введением тан5 тала в пределах 0,03-0,08%, определяющего характер формирования зерна в стали и соответственно получение конечной мелкозернистой структуры со сфероидизированным перлитом за счет уменьшения склонности к росту зерна аустенита и коагуляцни цементита (предельная степень деформации при осадке не менее 87%). Повышение пределов содержания кальция-до

0,015-003 и серы до 0,03-0,05% обеспечивает необходимый уровень технологичности стали при обработке резанием эа счет образования равномерно распределенных неметаллических соединений в структуре металла.

Опытные плавки выплавляют в индукционной печи емкостью 20 кг.

Слитки проковывают вгорячую на круг

27-29 мм при температуре 1200-950 С и обтачивают на размер 25 мм.

-Химический состав и результаты механических испытаний приведены в табл. 1 и 2.

Технологичность стали прн холодной объемной деформации опре30 деляют по результатам испытаний на осадку в холодном состоянии обточенных термообработанных образцов до начала разрушения в соответствии с требованиями ГОСТ 8817-73. Режим

35 термообработки: нагрев до 760 С, выдержка 0,5 ч, охлаждение до 680 С, выдержка 4,0 ч, охлаждение с печью до комнатной температуры.

40 Прочность стали определяют по результатам испытаний на растяжение по ГОСТ 1497-73 на улучшенных образцах по режиму: закалка 880 С в масло, отпуск 370-390 С.

45 Технологичность стали при резании определяют по усилию сверления образцов со скоростью 1400 об/мин, скоростью подачи сверла 0,1 мм/об, глубиной сверления 10 мм и диаметром сверла 5,0 мм.

В табл. 1 представлен химический состав опытных плавок.

В табл. 2 представлены прочностные и технологические свойства опытных плавок.

Как видно иэ табл. 2 предлагаемая сталь превосходит известную по значениям технологичности при холодной объемной деформации и обработке резанием и обеспечивает получение высо60 кого уровня прочностных свойств.

Ожидаемый год вой экономический эффект от использования изобретения составляет до 140 тыс. руб.

1063858 (Т а б л и ц а 1

Содержание элементов, мас.Ъ (Са () Состав

Si Cr

Ti Al N

С Мп

Известный 0,28 1,6

f T

0 3 О 9 О 001 О 15 О 01 О 01

Предлага мыйй 1

0,02 0,5 О, 02 0,10 0,4 0,02

0,09 0,7 0,03

0,09 0,94 0,015

0,22 1,3

0,05 0,02

0,06 0,04

0,02 0,08

0,02 0,07

0,005

0 i 004

0,20

0,21 1,2

0,01

0,25 0,9

0,.009

Продолжение таблицы 1

S Ta Ч

Состав

Mo Ni Nb He Fe

0,15 0,6 0 04 0,003 Остальное

0,01

0,3

Известный 0,05

Предлага- емый 1

0,002

0,03

То же

0,002

0,03

0,004

0,001

О, 035

0,05

0,03

Таблица 2

Усилие сверления, кгс

Временное сопротивление,. бз, кгс/ " %%

Состав

120-145

108

Известный

Предлагаемый

113

109

92

Закалка 880 С в масло, отпуск 400 С.

Нагрев 760 С, выдержка 0,5 ч, охлаждение до 680 С, выдержка 4 ч, охлаждение с печью.

ВНИИПИ Заказ 10477/28 Тираж 627 Подписное

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

0,04

0,08

0,06

Предельная степень деформации при осадке, 4 (90-110.

-95-120

110-125

85-110