Сплав на основе железа

 

СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА, содержащий углерод и бор, отличающийся тем, что, с. целью повьшения ударной вязкости, он дополнительно содержит кремний и марганец при следующих соотношениях компонентов , мас.%: УглеродО,3-0,6 Бор2,1-3,5 Кремний0,15-0,80 Марганец0,25-0,80 ЖелезоОстальное

COO3 COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) 01)

В(5ц С 22 С 38/32 е,(21) 3557090/22-02 (22) 25.02.83 (46) 30.04.84. Бюл. у. (72) М.В.Ситкевич, Е.И.Бельский и Н.Ф.Невар (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 669. 15-194 (088. 8) (56) 1. Сталь 40ХР, ГОСТ 4543-71

2. Авторское свидетельство СССР .

У 917558, кл. С 22 С 38/32, 1980 (54) (57) СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА, содержащий углерод и бор, о т л ич а ю шийся тем, что, с. целью повышения ударной вязкости, он дополнительно содержит кремний и марганец при следующих соотношениях компонентов, мас.7.:

Углерод

Бор

Кремний Марганец

Железо

1089164

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам сплавов на основе железа, используемых для изготовления изделий, работающих в условиях интенсивного истирания, в том числе в сочетании с повьппенным температурным воздействием.

Известна сталь 40ХР (1), содержащая, мас.X:

Углерод 0,37-0,45

Марганец 0,4-0,8

Кремний О, 15-0,40

Хром 0,8-1, 1

Бор 0,002-0,005

Железо Остальное

Сталь применяется для изготовления широкого круга машиностроительных деталей.

Однако данная сталь имеет относительно невысокие показатели износостойкости и теплостойкости. Присутствие в стали бора в тысячных до» лях процента обеспечивает лишь увеличение прокаливаемости и уменьшение размера зерна, но недостаточно для образования боридных фаз, способствующих увеличению износостойкости и теплостойкости.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сплав (2), содержащий,мас.X:

Углерод 0,5-0,9

Вольфрам 8-10

Хром 3-.5

Ванадий 1-2

Бор 4-8

Железо Остальное

Сплав обладает вшсокой твердостьк износостойкостью и теплостойкостью, однако низкая ударная вязкость .ог- 40 раничивает применение сплава.

Цель изобретения — повышение ударной вязкости сплава.

Поставленная цель достигается тем, что сплав на основе железа, содержа- 45 щий углерод и бор, дополнительно содержит кремний и марганец при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Углерод 0,3-0,6

Бор 2, 1-3,5 . 50

Кремний 0 15-0,8

Марганец 0,25-0,8

Железо Остальное

Наличие в составе сплава в указанных количествах кремния.и марганца в сочетании с бором и углеродом обеспечивает повышение ударной вязкости при сохранении износостойкости и теплостойкости на высоком уровне.

Снижение содержания бора, кремния и марганца в сплаве приводит к уменьшению теплостойкости и износостойкости сплава. Повышение содержания этих компонентов приводит к уменьшению ударной вязкости. При получении сплава в качестве боросодержащего шихтового материала используют карбид бора, который . вводится в шихту на основе технического железа. В качестве раскислителей используют ферромарганец и ферросилиций.

Сплавы выплавляют в печи Таммана.

В результате их кристаллизации в гра фитовых кокилях получают образцы размерами 12х12х60 мм. Химический состав выплавленных сплавов, а также. их свойства в литом состоянии представлены в таблице. Содержание примесей: фосфора не более 0,03, серы не более 0,03%.

Износостойкость определяют по величине изменения массы образцов в результате их испытания на машине типа

"Шкоды-Савина" при нагрузке 200 Н в течение 20 мин. О теплостойкости судят по величине твердости (HRC) после выдержки сплавов при 900 С в течение о

1 ч. Ударную вязкость определяют на маятниковом копре типа "МК-30A".

Износ при удельном давлении,15 Ийа, скорости скольжения образцов из предлагаемого сплава относительно контртела из стали 25ХГТ 0,41 м/с на пути трения 1 км составляет 0,054-0,061 г/см .

Из таблицы видно, что ударная вязкость предлагаемого сплава более чем в 5 раз вьппе, чем у известного, при сохранении износостойкости,и теплостойкости на высоком уровне.

Экономический эффект от применения предлагаемого сплава вместо м яосостойкого сплава И4Х28Н2, используемого для изготовления деталей машин, работающих в условиях сильного абразивного износа составит 1600 руб на тонну сплава за счет снижения стоимости сплава и увеличения долговечности изделий.

1089164

Содержанйе элементов, мас.Ж

) в f cr

Сплавы

С . SI Nn

0,3

0,15

0,25

3,5

0,6

0,8

0,8

2 8

0,45

0,4

0,4

Известный

0,5

4,0

3,0

8,0

Содержание элементов, мас.7.

ТеплостойУдарная вязкость, дж/см

Сплавы кость, HRC

14,3

6,0

20,4

9,0

16,1

7,5

Известный

18,5

Остальное

Составитель В. Муравьев

Редактор Е, Кривина Техред T.Èàòo÷êà

Корректор А. Тяско

Заказ 2876/25 . - Тираж 603

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Остальное 2350

Остальное 2580

Остальное 2400

О

Продолжение таблицы

Свойства сплавов