Сталь

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления бурового инструмента и других деталей в ответственных узлах машин и механизмов. Целью изобретения является повышение контактной долговечности и обрабатываемости стали. Повышение этих характеристик достигается дополнительным легированием стали цирконием и азотом. Сталь при этом имеет следующий химический состав, мас.%: С 0,4-0,5; Si 0,17-0,37; Мп 0,4-0,7; Сг 0,8-1,5; Ni 1,6-2,8; Mo 0,1-0,3; V 0,08-0,15; Ti 0,01-0,02; РЗМ 0,01-0,03; W 0,05- 0,1; Zr 0,01-0,05; N 0,02-0,1; Fe - остальное. 2 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (Я) 4 С 22 С 38 50

L

1

Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3930087/22-02 (22) 13.06.85 (46) 15.02.87. Бюл. У 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники и Московский институт нефти и газа им. И. М. Губкина (72) В.Н. Виноградов, Г.М. Сорокин, Ю.Н. Цветков, С.Н. Бобров, В.В. Евдокимов, Ю.Н. Жиркин, А.Г. Прохоров, А.Г. Никулин и Ж.Г. Калинин (53) 669.15-194(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 931971, кл. С 22 С 38/50, 1980.

Авторское свидетельство СССР

В 945221, кл. С 22 С 38/50, 1980. (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления бурового инструмента и других деталей в ответственных узлах машин и механизмов. Целью изобретения является повышение контактной долговечности и обрабатываемости стали. Повышение этих характеристик достигается донолнительным легированием стали цирконием и азотом.

Сталь при этом имеет следующий химический состав, мас.7: С 0,4-0,5;

0,17-0,37; Мп 0,4-0,7; Cr 0,8-1,51

Ni l,6-2,8; Мо 0,1-0,3; Ч 0,08-0,15;

Ti 0,01-0,02; РЗМ 0,01-0,03; W 0,050,1; Zr 0,01-0,05; N 0,02-0,1; Ре— остальное. 2 табл.

12899

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.Ж, в плавках

Компонент

0,40 0,46

0 50

Углерод

0,17. Кремний

0,27

0,37

0,40 0,56

Марганец

Хром

0,70

0,8

0,90

1,50

2,60

Никель

2,8

0,1

Молибден

0,2

0,3

Ванадий

0,08

О,!2

0,15

0,010 0,015

Титан

0,020

0,01

Р3М

0,02

0,03

0,05

0,06

Вольфрам

0,1

0,01,, 0,05

0,03

Цирконий

Азот

0,02

0,08

0,10

Т а б л и ц а 2

5, MIla КСУ, МДж/м 11», млн. Износостой- Обрабат. ь»э о циклов кость, Е, С симплекс

Варианты опытных плавок

Предлагаемая

240

1,15

0,58

7,0

2100

230

8,6

1,2

0,60

2150

7,2

230

1,15

0 57

2080

Известная

300

1,10

5,0

0 50

2060

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления бурового инструмента и других деталей в ответственных узлах машин и механизмов. 5

Цель изобретения — повышение контактной долговечности и обрабатываемости стали.

В предлагаемой композиции при предлагаемом соотношении компонентов азот и цирконий, образующие нитриды циркония, уменьшают количество крупных включений неправильной и остроугольнои формы, что приводит к увеличению контактной долговечности.06разование большого количества мелких включений значительно увеличивает суммарную площадь, занимаемую неметаллическими включениями, что способствует усадке стружки во время резания при меньших нагрузках на резец, повышению стойкости режущего инструмента и обрабатываемости.

Кроме того, при обработке указанной стали резанием нитриды циркония, попадая непосредственно в зону контакта резца и детали, служат смазкой, заменяя процесс сухого трения поверхностей при точении процессами трения со смазкой, что способству30 ет повышению чистоты поверхности и улучшению обрабатываемости.

Исследуемые стали выплавляли в

40-килограммовой индукционной печи с основной футеровкой. Кремний, мар- 35 ганец, хром, молибден и ванадий вводили в виде ферросплавов. Титан вводили в чистом виде, азот — в виде азотированного феррохрома, цирконий, I

РЗМ вЂ” в виде лигатур. Были получены

5 плавок сталей (см. табл. 1). Конструкционные свойства полученных плавок определяли после закалки в масо ло от температуры 880 С и отпуске при 200 С.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Обрабатываемость изучали после о отпуска при температуре 650 С в течение 4 ч. Основным критерием при оценке обрабатываемости выбрана функциональная зависимость температуры от подачи, скорости и глубины резания при токарной обработке, 20

Составитель С. Деркачева

Редактор Н. Киштулинец Техред g.Êàäàð Корректор А. Зимокосов

Заказ 7872/26 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 12899

Относительную износостойкость (C) определяли при трении качения с 107.— ным проскальзыванием по схеме диск по диску в среде бурового раствора с абразивом. База испытаний — 2xl0

4 циклов нагружений. Износ определяли весовым методом. Относительную иэносостойкость вычисляли по формуле

hR мсо и дW, 10 гдеьМ„,, ьЫ вЂ” потеря веса соответисп ственно испытуемых и эталонных образцов.

Анализ полученных данных показывает, что предлагаемая сталь имеет хо- 25

pomee сочетание контактной долговечности и обрабатываемости, высокие

07 4 значения прочности, ударной вязкос= ти и износостойкости. !

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, титан, редкоземельные металлы, вольфрам и железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения контактной долговечности и обрабатываемости, она дополнительно содержит цирконий и азот при следующем соотношении компонентов,мас.Ж:

Углерод 0,4-0,5

Кремний 0,17-0,37

Марганец 0,4-0,7

Хром 0,8-1 5

Никель 1,6-2,8

Молибден 0,1-0,3

Ванадий 0,08-0,15

Титан 0,01-0,03

Редкоземельные металлы 0,01-0,03 Вольфрам 0,05-0,1

Цирконий 0,01-0,05

Азот 0,02-0,1

Железо Остальное.