Сталь

 

СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, ванадий, никель, алюминий, церий и железо, отличающаяся тем, что. с целью повьшения пластических свойств, ударной вязкости и снижения твердости после термической -обработки при сохранении оптимальной прочности, она дополнительно содержит кальций и магний при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,2-0,3 Углерод 0,6-1,0 Марганец 0,3-0,6 Кремний 0,3-0,5 Хром 0,08-0,2 Ванадий 0,5-0,8 Никель 0,01-0,1 Алюминий 0,001-0,1 Церий 0,005-0,05 Кальций (Л 0,001-0,05 Магний Остальное Железо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (11) (51)4 С 22 С 33/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3750682/22-02 (22) 30.05.84 (46) 23. 11.85. Бюл. № 43 (71) Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт литейного производства автомобильной промышленности (72) Г.Т.Дударчик, А.И.Храмченков, Л.А.Неделько и P.Н.Паращенко (53) 669.14-018 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . № 998571, кл. С 22 С 38/32, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 644867, кл. С 22 С 38/46, 1977. (54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, ванадий, никель, алюминий., церий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повьппения пластических свойств, ударной вязкости и снижения твердости после термической .обработки при сохранении оптимальной прочности, она дополнительно содержит кальций и магний при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Углерод 0,2-0,3

Марганец 0,6-1,0

Кремний 0,3-0,6

Хром 0,3-0,5

Ванадий 0,08-0,2

Никель 0 5-0,8

Алюминий О, 01-0, 1

Церий 0,001-0, 1

Кальций 0,005-0,05

Магний 0,001-0,05

Железо Остальное

11931?5

1О!

4

Изобретение относится к металлургии, а именно к сплавам черных металлов, например к литым низколегированным сталям, применяемым для изготовления деталей автомобилей большой грузоподъемности (75-180 т), работающих в условиях Крайнего Севера.

Цель изобретения — повьппение пластических свойств, ударной вязкости и снижение твердости после термической обработки при сохранении оптимальной прочности.

С наличием в стали кальция и магния дендритная структура стали заметно измельчается. При этом уменьшается длина дендритных кристаллов, первичные оси дендритов стайовятся более короткими, а оси второго порядка менее развитыми.

Кроме того, происходит существенная глобуляризация и перераспределение неметаллических включений с очищением от них границ зерен.

Сталь выплавляют в 160 кг индукционной тигельной печи ИСТ-0,16 с кислой футеровкой.. В качестве шихты используют следующие материалы, мас.7:

Возврат стальной (собственный) 30-35

Лом стальной 2А . 60-65

Ферросилиций ФС 45 0,4-0,8

Ферромарганец ФМн 70 1,5-1,9

Феррохром Фх 010 0,3-0,9

Феррованадий ФВд 35 0,2-0,8

Никель гранулированный Н-3 0,2-1,0

Раскисление и модифицирование стали проводят в ковше сплавом

1 (И-51-Co -Ng-Ce -P3M — Fe ) в количестве 0,1-0,37 от веса жидкого металла. I

Металл после раскисления и модифицирования при 1620-1650 С разливают в формы из холоднотвердеющих смесей для получения заготовок для изготовления образцов на испытание механических свойств стали.

Стальные заготовки подвергают термообработке — нормализации при о нагреве до 960 С; выдержке 2 ч, затем охлаждают на воздухе. Отпуск: нагрев 650 С, выдержка 2 ч и охлаждение на воздухе.

Химический состав и механические свойства сталей приведены в таблице.

Как видно из таблицы, пластические свойства предлагаемой стали и ударная вязкость при нормальных и отрицательных температурах значительно превышают данные показатели известной стали: относительное удлинение в 1,43 раза, относительное сужение в 1 5 раза ударная вяз о о кость при 20 С в 1,7 раза, при -60 С в 1,8 раза.

Предлагаемая сталь обладает также достаточно высокими литейными свойствами, хорошо сваривается

При содержании компонентов в другом соотношении (сталь 7 и 8), чем в предлагаемом составе механические свойства ухудшаются (сталь 7 — снижа-. ются прочностные характеристики, ухудшаются пластические свойства и ударная. вязкость).

Высокие пластические свойства и ударная вязкость предлагаемой стали достигаются за счет снижения углерода, в результате чего в структуре нормализованной стали увеличивается количество феррита; за счет уменьшения содержания марганца до

0,6-1,07., который, растворяясь в феррите, повышает прочность стали, снижает при этом пластические свойства и ударную вязкость; наличие в стали кальция и магния способствует более

35 глубокому обессериванию расплава (содержание серы в стали не превьппает 0,0257.), в результате границы зерен в Структуре стали получаются более чистыми от сульфидов желе40 за.

Отсутствие в предлагаемом составе стали меди не снижает ее пластических свойств и ударной вязкости, но делает ее более дешевой.

45 Кроме того, отсутствие азота способствует снижению твердости и улучшеник обработки стали резанием и при сохранении достаточно высоких прочностных характеристик.

5р Предлагаемую сталь, имеющую более высокие пластические свойства и ударную вязкость при достаточно высоких прочностных характеристиках, можно использовать для изготовления

55 крупногабаритных деталей карьерных самосвалов особо большой грузоподъемностью (75-180 т), работающих в условиях Крайнего Севера. Экономический з 1193175 4 эффект от повышения надежности и снижение их веса составит более долговечности деталей автомобилей и . 400 тыс.руб. в год.

Химический состав, X

Сталь

Се

Са

Ni Al

Mn Si

Известная сталь (2) 1 0,28 0,80 0,30 0,45 О, 12 " 0,30 0,040 О, 10

Предлагаемая сталь

0,30 0,50 0,20 0,50

2 0 20 1 00

0,010 О, 10 0,050

0,40

0,63 0,064 0,05 0,015

3 0,26 0,80 0,60

0,16

0,12 0,80

0,020 0,001 0,005

4 0,30 0,60

0,41

0,30

0,04 0,003

5 0,23 0,85 0,46 0,36 0,08 0,70 0,100

0,45 О, 15 0,65 0,040 0,03 0,009

0,52

6 0,28 0 65

7 018 048

Оэ42 Оэ020 Оэ08 Оэ003

0,23 0,06

0,25

0,90 0,150 0 015 0,08

0,23

Oэ65

8 0,36 1,25 0,71

Продолжение таблицы

Механические свойства верость, В

Сталь ре- ОтноОтносит. реел сиел сужение, Е прочности еку- тельFe

Си

М8

"в °

Ша

+20 С -60 Известная стаяв

36,0 0,49 0,21 248

Предлагаемая сталь ; то же 735 540 21,5 53,0 0,9f 0,30 179

700 510 22 6 56 5 О 87 0 32 170

770 545 20э8 48э 0 0 ° 80 Оэ 29 197

725 535 22,0 55,0 0,89 0,31 181

2 0,001

3 0,035

4 0,05

5 0,005 ес- ное иб., удлиМПа нение

Р,z

0,09.. 0,005 Осталь- 845 578 15,4 ное

Ударная вязкость ксч,идж/M при

1193175

Продолжение таблицы

Механические свойства верость, НВ

Сталь ре- Отно- Относительсит сужение (, %

Си ное удлинение о, X

+20 С -60 С о о

6 0,020

745 530 21,0 50,0 0,83 0,28 183

735 532 21,6 52,5 0,86 0,30 182

540 405 23,0 55,3 0,88 0,31 159

885 550 13,5 24,0 0,42 0,14 235

7 0,0008

8 0,065

Составитель А.Османцев

Техред О.Ващишина

Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Гунько

Ю

Заказ 7232/27 Тираж 582

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Предел прочности в

МПа екуесиб„, MIIa

Ударная вязкость

KCV,МД*/и, при