Сталь

 

Изобретение относится к металлургии , машиностроению и литейному производству, а именно к производству низколегированных сталей, предназначенных для изготовления литых крупногабаритных машин, эксплуатируемых в районах Крайнего Севера и Сибири. Цель изобретения - повышение хладостойкости, прокаливаемости и снижение склонности к хрупким разрушениям при сохранении высокого уровня прочностных свойств. Сталь для отливок содержит компоненты в следующем соотношении , мас.%: углерод 0,14-0,22; кремний 0,52-0,90; марганец 0,80-1,50; хром 0,35-0,70; никель 0,03-0,40; медь 0,04-0,30; ванадий 0,06-0,13; титан 0,005-0,05; азот 0,003-0,015; алюминий 0,005-0,080; кальций 0,0001- § 0,001; цирконий 0,005-0,04; молибден 0,02-0,15; кобальт 0,005-0,10; же- f(/) пезо остальное, причем отношение суммы концентраций ванадия и титана к концентрации молибдена находится в пределах 0,7-6,0. 7. з.п. ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

C0UHAËÈCTÈ×ÅÑHÈÕ

РЕСПУБЛИК (11 4 С 22 С 38/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4181985/23-02 (22) 14. 01.87 (46) 07.07.88. Бюл. У 25 (71) Центральный научно-исследовательский институт металлургии и материалов, Производственное объединение "Уралмаш" и Уральский научноисследовательский институт черных металлов (72) В.Г.Сорокин, М,А.Гервасьев, Л.А.Троп, Г.Н.Плотников, Т.А.Мамонтова, А.А.Филиппенков и Л,П.Житова (53) 669.15-194(088.8) (56) Заявка Японии Р 56-127750, кл. С 22 С 38/12, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1104184, кл. С 22 С 38/50, 1984. (54 ) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, машиностроению и литейному производству, а именно к производству

„„Я0„„1407989 А1 низколегированных сталей, предназначенных для изготовления литых крупногабаритных машин, эксплуатируемых в районах Крайнего Севера и Сибири.

Цель изобретения — повышение хладостойкости, прокаливаемости и снижение склонности к хрупким разрушениям при сохранении высокого уровня прочностных свойств. Сталь для отливок содержит компоненты в следуюшем соотношении, мас.X: углерод 0,14-0,22; кремний 0,52-0,90; марганец 0,80-1,50; хром 0,35-0,70; никель 0,03-0,40; медь 0,04-0,30; ванадий 0,06-0,13; титан 0 005-0 05- азот 0,003-0,0)5; алюминий 0,005-0,080; кальций 0,0001- щ

0,001; цирконий 0,005-0,04; молибден

0,02-0,15; кобальт 0,005-0,101 аелеэо остальное, причем отношение суммы концентраций ванадия и титана к концентрации молибдена находится в Д пределах 0,7-6,0. 7 s.ï. ф-лы, 3 табл.

Ia6L

1407989 металлом на одну треть.

Химический состав исследуемых сталей приведен в табл. 1.

Металл разливают фракционно в трефовидные пробы массой 18 кг. После

Изобретение относится к металлургий, машинос троению и литейному производству, а именно к производству низколегированных отелей, преднаэна5 ченных для изготовления литых крупногабаритных деталей машин, например карьерных экскаваторов, буровых насосон, эксплуагируемых н климатических условиях районов Крайнего Севера и

Сибири.

Целью изобретения яв IHeòñÿ повышение хладостойкости, прокаливаемости и снижение склонности к хрупким раэ— р у щ е я ме l5

При кристаллизации слитков нследстние внутренней адсорбции межкрис— таллические сочленения оказываются обогащенными фосфором, примесями цветных металлов (медью, свинцом и 2р др ° ), а также ванадием и титаном, что приводит к преимущественпому выделению крупной карбонитридной фазы в межкристаллитных зонах, а значит к охрупчиванию металла. Введение н 25 предлагаемую сталь молибдена в указанных пределах ослабляет межатомные связи ванадия и титана с углеродом и азотом, способствуя максимальному их растворению в аустените при 3р нагреве под закалку и повышению степени его легиронанности и возрастанию прокапиваемос ги. После присадки

B сталь кобальта и молибдена средний диаметр дисперсных частиц, равномерно

35 распределенных по телу к рис таллита, уменьшается в 1,7-1,9 раза, а межчастичное расстояние сокращается примерно и 2 раза, Такое распределение дисперсных частиц приводит к повышению 40 хладостойкости, снижению склонности к хрупким разрушениям.

Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в табл. 1 и 2.

Стали выплавляют в 400-киллограм45 моной индукционной печи с основной футеровкой тигля, Легирующие элементы вводят в печь н виде ферросплавов.

Окончательное раскисление металла производят в ковше алюминием иэ рас50 чета 0,5-0,9 кг/т и силикокальцием н количестве 1,5-3,0 кг/т. Феррокобальт в жестяных конвертах вводят на штанге в коню при заполнении его отжига при 920-940 С и обрезки прибылей разрезают на четыре бруска и поднергают термической обработке по режиму: аустенизация в течение 2 ч при 920-930еС, закалка от этой температуры н воду с последующим отпуском при 640-650 С в течение 3 ч.

Механические свойства при растяжении определяют на машине Р-10 на образцах И 5 мм пятикратной длины.

Ударную вязкость (KCU) определяют на образцах с надрезом, а ударную вязкость на образцах с усталостной трещиной (КСТ) — на образцах размером 10 11 55 мм с глубиной надреза

l,5 мм и глубиной трещины 1,5 мм.

Для оценки чувствительности стали к концентраторам напряжений при различных температурах рассчитана неличина

KCV — КСТ

КСЧ

Прокаливаемость определяют Mevo дом торцовой закалки на образцах диаметром 25 и высотой 100 мм. В ка- честве охлаждающей жидкости используют воду с добавкой 107. поваренной соли. Величину полумартенситной зоны определяют путем измерения твердости по сечению образца, а также травлением ниталем.

Полученные данные приведены в табл. 2.

Механические свойства исследуемых ( сталей приведены в табл. 3.

Предлагаемая с таль имеет высокие показатели ударной вязкости и прокаливаемости, обладает пониженной склонностью к хрупким разрушениям и чувствительностью к концентраторам напряжений как при комнатной, так и при отрицательных температурах, <ь о р м у л а и з о б р е т е н И я

1. Сталь, преимущественно для отливок, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, ванадий, титан, азот, алюминий, кальций, цирконий и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения хладостойкости, прокаливаемости и снижения склонности к хрупким разрушениям, она дополнительно содержит молибден и кобальт при следующем соотношении компонентов, мас,7:

Углерод О, l4 — 0,22

Кремний О, 52 — 0,90

1407989

Цирконий О, 005 — О, 04

Молибден 0,02 — О, 15

Кобальт 0,005 — 0,10

Железо Остальное

2. Сталь поп. 1, о тли ч а ю щ а я с я тем, что отношение суммы концентрации ванадия и титана к концентрации молибдена находится в пре10 делах 0,7-6,0.

ТаЬл))ла 1

Состав tСолараанна аонлолглтоа, ))аг.2

)с )в! )и и )н; (с. P (г )м Iс". Ià" м )с )ю

Орала а г а а )аа) О, IЬ Ое70 le25 0,55 0,22 0,15 0,09 0,03 0,010 0,020 0,0005 0,015 0,09 0,050 96 6445

О, 14 О, 52 О,ЬО О, 35 О, 03 О, 04 0,06 О, 005 О, 003 О, 005 0,0001 0 ° OOS О, 02 0,005 9Ь,01 69

0,13 0,51 .0,79 0,34 0,02 0 ° 03 0,05 0,004 0,002 0,004 О,OOOOS 0,004 0,01 0,004 9Ь 10195

О 04 0 15 О 10 95414

022 О ° 90 1,50 070 040 030 013 005 0015 0080 ОOOI

Î, 1Ь ОФ70 1 25 0,55 0 22 Î,15 О,13 О 05 О,О)О 0 020 O ÎOOS O 015 Î. 33 О,ОЭО 96,64»

О, IЬ О 70 1 ° 25 О SS О 22 О IS О 04 О 005 О 010 О 020 О 0005 0,015 О 093 О 050 96,69Ь5

И)эаст)в)Ф

9Ь, 1119

97,2037

96,067

О ° 15 О IS I,IO О 20 О 03 О 20 О 03 О ОI О ООЭ О 005 О 0001 О ° О1

0,1Ь 0,27 1,30 0,30 0,2Ь 0,30 0,07 0,05 0,006 О ° 02 0,0003 О ° 02

0,22 0,50 1,50 О ° 50 0,40 0,50 0,10 О,ОЬ 0,01 2 О,ОЬ 0,001 0,04

Таблица 2

Ударная вязкость КСТ/МДж/м, при

2 температуре испытаний, С

KCV-KCT

К = -------, при температуре

KCV

О испытаний, С

Прокаливаемость) мм

20 -40

-60

-80

-40

-60

-80

0,41

0,32

0,40

0,38

О, 43 0,48 13

0,45

О, 37

0,42

0,40

0,44 0,46

0,38

0,31

0,43

0,45

О 46 . О 48 7

0,43

0,39

0,37

0,42

0,44

0,76 О) 47

0,40

0,34

0,39

0,4) 0) 43

0,41

0,31

0,41

0,43

0,47

) 0,61

0,22

0,15

0,56

0,58

0,25

0,18

0,52

0,54

0,58

0,18

0,12

0,60

0,55

0,65

Марганец

Хром

Никель

Медь

Ванадий

Титан

Азот

Ал3оминий

Кальций

0,81 0)49

0,84 0,52

0,73 0,45

0,70 0,48

0,79 0,49

0,51 0,31

0,53 0,33

0,37 0)26

0,80

0,35

0,О3

0,04

0,06

О, 005

О, 003

О, 005

О, 0001

),50

0,70

0,40

0,30

О, 13

0,05

0,015

0,080

О,ОО) 0,46 14

0,44 12

0,52 13

0,70 6

0,63 7

0,70 8 †14079

Таблица 3

Ударнаа вязкость KCV, ИДж/м, при температуре испытаний, С

О

Сос" Предел таз прочности

Порог хладноломкости Т ., С

Предел текучести бт

ИПа

Относительное сужение,.

Х

Относительное

)fäëн» некие

20 -40 -60 -80

735

I 30 0,82

l,40 0,90

1,28 0,82

1,20 0,84

0,74 0,62

0,80, 0,68

-30

682

-25

670

-18

0171

0,60

В50

0,70 0,59

0,71 0,61

0,77 0,65

-20

-26

1,24

0,80

70) -26

1 34 0,86

676

I 15

-l6

0,74 0,56

0,50

723

47

-19

l,lО 0,72

0,60 0,48

810

19

-l0

0,83

0,65

0,51

0,40

Редактор Г, Волкова

Заказ 3276/29

Тираж 594

Подписное

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

1 890

2 820

3 805

4 983

S 942

6 852

7 810

8 879

9 956

51 22

57 28

50 22

48 20 . 49 21

53 24

49 21

Составитель С, Деркачева

Техред М.Ходанич Корректор A. Обручар

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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