Сталь

 

Изобретение относится к металлургии , в частности к литейным конструкционным сталям с заданным уровнем прочности, пластичности и ударной вязкости. Целью изобретения является повышение жидкотекучести, ударной вязкости, снижение чувствительности к концентраторам напряжения и улучшение обра батываемости резанием. Повышение этих характеристик достигается дополнительньм легированием бария. Литейная конструкционная сталь содержит, мас.%: углерод 0,12-020; кремний 0,05-0,17; марганец 0,80-1,20; хром 0,10-0,50; никель 0,10-0,50; молибден 0,15-0,30; алюминий 0,01-0,05; кальций 0,01- 0,04; редкоземельные металлы 0,01- 0,06j барий 0,005-0,01; железо остальное , при суммарном содержании кальция и бария не выше 0,045 мас.%, 4 табл. S tsS :о 4 00 а: со

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 22 С 38/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3940100/22-02 (22) 26.07.85 (46) 07.03.87. Бюл. Р 9 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) В.П.Лихошва, С,H.Ïðèèåðoâ, В.Г.Горенко, С.Ж.Жалимбетов, В.В.черненко, Е.И.Колоколов, П.П.Апифер и А.П.Мухин (53) 669.15-194(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 652235, кл. С 22 С 38/48, 1979.

Сталь 20ГМП, ОСТ 26-07-402-79. (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным конструкционным сталям с заданным уровнем прочности, пластичности и удар„„Я0„„1294869 А1 ной вязкости. Целью изобретения является повышение жидкотекучести, ударной вязкости, снижение чувствительности к концентраторам напряжения и улучшение обрабатываемости резанием. Повышение этих характеристик достигается дополнительным легированием бария. Литейная конструкционная сталь содержит, мас,7: углерод 0,12-020; кремний 0,05-0,17; марганец 0,80-1,20; хром 0,10-0 50 никель 0,10-0,50; молибден 0,15-0,30; алюминий 0,01-0,05; кальций 0,010 04 редкоземельные металлы 0,010,06; барий 0,005-0,01; железо остальное, при суммарном содержании кальция и бария не выше 0,045 мас.7.

4 табл.

1294869

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейным конструкционным сталям с заданным уровнем прочности, пластичности и ударной вязкости. 5

Целью изобретения является повышение жидкотекучести, ударной вязкости и снижение чувствительности к концентраторам напряжения, улучшение обрабатываемости резанием.

Дополнительное введение в состав разрабатываемой стали бария объясняется его высокой раскислительной способностью, лишь немногим уступающей кальцию. Барий предохраняет кальций от вторичного окисления и тем самым обеспечивает его стабильное содержание в стали. Барий как и кальций известен как эффективный глобуляризатор неметаллических включений.

Форма и характер распределения которых во многом определяют ударную вязкость, обрабатываемость резанием и чув. ствительность стали к концентраторам напряжений. Последний фактор наиболее

25 чувствителен к форме и распределению включений, так как их остроугольная форма и сосредоточение на границах зерен является основным источником зарождения микротрещин, особен «о 30 при испытаниях на усталостную прочность . 3а счет высокой раскислительной способности барий не только снижает угар кальция, но и заметно повышает жидкотекучесть стали. 35

Плавки стали проводились в индук-. ционной печи МГП-102 методом переплава. При фракционной разливке сталь обрабатывают различными добавками алюминия, кальция, РЗМ и бария, что 40 обеспечивает получение составов стали„„приведенных в табл. 1.

Все составы стали подвергаются механическим испытаниям при обычной 45 и отрицательной температурах, металлографическим исследованиям для изучения неметаллических включений, испытаниям на усталостную прочность и обрабатываемость резанием. Для 50 проведения этих испытаний опытными составами стали заливают разовые трефовые формы, изготовленные в землю. Иэ разовых форм изготавливают общепринятые образцы на растяжение и ударную вязкость. Одновременно с трефовыми формами заливают опытными составами стали земляные формы в .виде прутков для изготовлен«1я образцов для усталостных ис««ытаний с радиусом надреза 1,5 мм и на обрабатываемость резанием.

Результаты механических испытаний, на жидкотекучесть, исследований неметаллических включений приведены в ,табл. 2.

В табл. 3 представлены результаты испытаний составов стали на усталостную прочность. При этом образцы имеют постоянный радиус надреза 1,5 мм (или без него), что позволяет судить о чувствительности стали к концентраторам напряжений при эксплуатации, Как видно из табл. 3, предлагаемая сталь по сравнению с известной имеет более высокую величину предела усталости при испытании опытных образцов как без надреза, так и с надрезом, Последний фактор имеет важное значение, так как характеризует надежность работы отливок и свидетельствует о снижении чувствительности стали к концентраторам напряжений.

Сравнение результатов, приведенных в табл. 4, показывает, что предлагаемая сталь характеризуется .более высокими показателями резания при одинакс«вом износе режущего инструмента. Так, скорость резания повышается с 23 до 24-28 м/мин, а класс чистоты поверхности .стали после резания — с 4 до 5-6-ro.

Формула из об ре те ни я Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, кальций, редкоземельные металлы и железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения жидкотекучести, ударной . вязкости, снижения чувствительности к концентраторам напряжения и улучшения обрабатываемости резанием, она дополнительно содержит барий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,12-0,20

Кремний 0,05-0,17

Марганец 0,80-1,20

Хром 0,10-0,50

Никель О, 10-0,50

Молибден 0 15-0,30

Алюминий 0,01-0,05

Кальций 0,01-0,04

Редкоземельные металлы 0,01-0,06

1?948б9 причем суммарное содержание кальция и бария не превышает 0,045 мас.7.

0>005-0,0 10

Остальное

Барий

Железо

Таблица 1

Содерванне компонентов, нас.I

Состав стали

Углерод Кремний Маргане Хром (Никель Молибден Алюминий Кальций

РЗМ Барий аелезо

Известный О, 18 0,37

Остальное

0,84 О ° 42 0,18

0,01

0,04

0,16

1,20 0,1

0,02

0,01

0,15

0,4

0 ° 04

О ° 03

0 95 0 3 0 5

0 19

0,05

0>0t

0,80 0,2

0 ° 21

О,!

0,03

4 0,20 О, 17, 0,,87 0,5

0 02

0,2

0,30

Т а б л н ц а 2

Индекс загряз пенности>

10 х 10>

Жндкотекучесть по спирали Керн, Опытная сталь оь > о,, Мна МПа

+20 С -60 С

Известная

125

185

425 25

538

I 65

214

542,, 426 26

160

212

424

541

163

215

544 427 27

543 426 26.4,43

530

160

2!3

533 4,45

II р и м е ч s н и е. Термическая обработка опытных образцов всех составов стали включает закалку при 920 С и отпуск при 680 С в течение 3,5 ч с охлаждением на воздухе.

Таблица 3

Состав стали г

Показатели вестный

Радиус надреза, мм Без надреза 1,5 Беэ надреза 1,5 Без надреза

1 ° 5 Беэ надреза

1 5

Предел устаll0CTB

25,3 28,5 24а6 28,7 24,8

27,3

22,2

29,4

1 012 008

2 015 005

3 О 18 0>12

455 4,95

510 4,32

527 . 4,37

0,02

0,03 0,01

0,01 0 005

0,04 0,007

0,06 0,009

1294869

Таблица 4

Опытные составы стали

Показатели обрабатываемости

Известные

Скорость резания, м/мин

23 2?

Класс чистоты поверхности 6

Составитель С. Деркачева

Редактор Н. Лазаренко Техред И.Попович Корректор А. Обручар

Подписное

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

Заказ 565/29 Тираж 605

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 1