Литая износостойкая сталь

 

ЛИТАЯ ИЗНОСОСТОЙКАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод,, кремний, марганец , хром, никель и железо, отличающаяся тем, что, с целью повьшения прокаливаемости, пластичности, ударной вязкости и абразивно-коррозионной стойкости, она дополнительно содержит титан и церий при следующем соотнсвиении компонентов, мас.%: Углерод 0,3-0,4 Марганец 0,4-0,8 Кремний 0,7-1,1 Хром 1,5-2,5 Никель 0,2-1,0 Титан 0,01-0,05 S Церий 0,01-0,05 Железо Остальное

CCNO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU 1108128 A

3(5н С 22 С 38/50

В:

»

< t»pre,-»

f3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,3-0,4

0,4-0 8

0,7-1,1

1,5-2,5

0,2-1,0

О, 01-0, 05

0 01-0 05

Остальное (21) 3601198/22-02 (22) 06.06.83. (46) 15 » 08.84. Вюл» 9 30 (72) Г.A.Ôåäüêoâ, В.A.Ôåäüêoâ, Л.E.×åðåïèíñêèé, В.И.Минакова, Ю.A.Øóëüòå, В.Н.Сажнев, Г.Ф.Макаров, М.П.Леонтьев и М.Н.Веркун (71) Запорожский ордена Знак Почета машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря (53) 669,15-194 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 298685, кл. С 22 С 38/50, 1971.

2,Авторское свидетельство СССР

9 223361, кл С 22 С 38/40, 1968 ° (54) (57) ЛИТАЯ ИЗНОСОСТОИКАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьиаения прокаливаемости, пластичности, ударной вязкости и абразивно-коррозионной стойкости, она дополнительно содержит титан и церий при следующем соотношении компонентов, мас.З: углерод

Марганец

Кремний

Хром

Никель

Титан

Берий

Железо

1108128

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию литейных износостойких сталей для изготовления башмаков гусеничных тракторов, венцов и шестерен карьерных экскаваторов, литых деталей гидроэлеваторов и рудоразмольного оборудования.

Известна сталь (1) следующего химического состава, мас.Ъ:

Углерод 0 05-0 5

Марганец 0,4 -2

Кремний 0,2 -1

Хром 0,2 -1,5

Никель 0,2-3 5

Молибден 0 005-0 5

Ванадий 0,05-0,2

Титан 0,01-0,1

Барий 0,01-0,05

Стронций 0,01-0, 05

Железо Остальное

Недостатком известной стали являются низкие прочностные свойства.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является литейная сталь (2) следующего химического состава, мас.Ъ:

Углерод 0,3-0,4

Кремний 0,4-0,7

Марганец 1,8-2,1

Хром 1,5-1,8

Никель 1,0-1,3

Железо Остальное

Недостатками известной стали являются низкие лрокаливаемость,пластичность, ударная вязкость и абразивно-коррозионная стойкость, Цель изобретения — повышение прокаливаемости, пластичности, ударной вязкости и абразивно-коррозионной стойкости.

Поставленная цель достигается тем, что литая иэносостойкая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель и железо, дополнительно содержит титан и церий при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Углерод 0,3-0,4

Марганец 0,4-0,8

Кремний 0,7-1,1

Хром 1,5-2,5

Никель 0,2-1,0

Титан 0,01-0,05

Церий 0,01-0,05

Железо Остальное

Высокое сочетание показателей физико-механических и специальных свойств предлагаемой стали достигается при более. низких содержаниях дефицитных элементов марганца и никеля и более высоких значЕний менее дефицитных хрома и кремния. Уменьшение ичтервалов по содержанию марганца до 0,4-0,8 и никеля до 0,2-1,0Ъ в предлагаемой стали по сравнению с известной связано с заметным повыше. нием показателей пластичности и вязкости, необходимых для надежной работы отливок.

Высокие значения почности и твердости, окаэьвающие благоприятное влияние на увеличение сопротивляемости .литых деталей абразивному изнашиванию, обеспечиваются при содержании кремния в интервале 0,7-1,1Ъ и хрома

1,5-2,5Ъ.Увеличение содержания кремния и хрома выше 1,1Ъ и 2,5Ъ соответственно приводит к резкому повышению твердости и прочности, что существенным образом отражается на снижение коррозионной стойкости ме15 талла иэ-эа больших напряжений, возникающих в кристаллической решетке.

Кроме того, происходит заметное снижение абразивной стойкости предлагаемой стали, связанное также с меха20 низмом скалывания материала под воздействием абразивных частиц. Уменьшение содержания кремния и хрома ниже

0,7 и 1,5Ъ соответственно способствует снижению твердости, прочности и прокаливаемости стали и приводит к заметному снижению абразивной стойкости литых деталей и уменьшению общего ресурса работы оборудования.

Дополнительное введение в сталь титана и церия в сочетании с основными элементами (углерод, марганец, хром,. кремний, никель) в заданных пределах усиливает в еще большей степени их влияние как раскислителей и способствует получению достаточно

З плотных отливок и увеличению уровня пластичности и вязкости.

Повышение показателей пластичности и вязкости под воздействием церия и титана достигается за счет иэмене4О ния природы, характера распределения и получения глобулярной формы неметаллических включений (вместо остроугольных). Кроме этого, присутствие церия в металле в сочетании с нике45 лем, марганцем и хромом в укаэанных пределах обеспечивает получение высокой прокаливаемости литых деталей, что благоприятно сказывается на повышении стойкости отливок, изнашива50 ющихся на значительную глубину. Изменение этих пределов ниже нижних и выше верхних существенно сказывается на снижение этой характеристики.

Высокая абраэивно-корроэионная стойкость предлагаемой стали достигается за счет титана и церия в сочетании с никелем и хромом в укаэанных пределах. Увеличение этого показателя связано с рафинированием металла и получением гетерогенных включений, стойких в агрессивных средах.

Пример, Сталь выплавляли в

120 кг индукционной печи с основной

65 футеровкой.

l j 08128

Содерэание химических .элементов, мас.%

Мп Si Cr Ni т1 редлагаемая

0,4

0,3

0,01

0,01

0,2

0,2

1,5

0,6

0,9

0 35

0,6

0,03

0,03

0 05

0,8

0,4

0 05

2,5

1,0

Извест,: ная

0,33 1,95 0,48 1,6 1,15

П р и м е ч а н и е ° Содержание Fe во всех пленках до 1004, Таблица 2

Предлагаемая

24,5

G 6

14,8

1250

1100

0,55

22,5

1350

1050

19,8

0,52

11,5

1170

1350

Известная

1350

0,42

17,5

9,5

1100

Продолжение табл.2

Предлаг аемая

345 . 330

375 360

390 380

390 380

410 345

430 415

365

380

56.

400

3

Известная

340 310

440 410

370

ВНИИПИ Заказ 5841 19 Ти аж 603 Подписное филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул.Проектная, Химический состав, механические свойства, прокаливаемость, абразивно-коррозионный износ предлагаемой и известной сталей приведены в табл.

1и 2.

Для определения прокаливаемости стали использовали методику, описанную в ГОСТ 5657-69. Испытания на абраэивно-коррозионный износ проводили на установке скоростных испытаний, разработанной в Запорожском машиностроительном институте им. В.Я.Чубаря. Абразивная пульпа состоит из электролита и абразивного материала в отношении 1:2.

Использование предлагаемой стали для отливки, например, башмаков гусеничных тракторов и других нзносостойких деталей повысит их стойкость и обеспечит. получение экономического эффекта в 667500 руб.

Т а б л и ц а 1