Литая износостойкая сталь

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству литых сталей, идущих на изготовление деталей, эксплуатируемых в условиях абразивно-коррозионного и ударно-абразивного видов износа. Целью изобретения является повышение абразивно-коррозионной и ударно-абразивной износостойкости стали. В индукционной печи плавят сталь состава, мас.%: углерод 0,22-0,31

марганец 0,90-1,50

кремний 0,40-0,80

хром 0,70-1,30

никель 0,70-1,20

молибден 0,10-0,30

медь 0,30-0,50

титан 0,005-0,02

барий 0,01-0,05

РЗМ 0,005-0,10

железо остальное. Сталь обладает высоким уровнем эксплуатационных свойств, что позволяет повысить долговечность литых деталей, работающих в сложных условиях абразивно-коррозионного и ударно-абразивного изнашивания. 1 табл.

А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„3 507853 (511 С 22 С 38/50 ; г, Я 1 „P !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИД=ТЕЛЬСТВУ

Ял

4Р

" 4

Q6

©

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ 1.ННТ СССР

{21) 4387898/31-02 (22) 09. 03. 88 . (46) 15.09. 89. Бюл. Р 34 (71) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я. Чубаря (72) Л. Б. Черепинский, А.И. Осаул, В. А. Федьков, В,M. Шамин, В. С. Солодовников, В.В. Апексеев, Е.И. Ивахненко, Х.М. Мишхожев, Ю.Г, Макин, В.Н, Волков,и А.И, Бобылев (53) 669.15-194 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1108128, кл. С 22 С 38/50, 1983, Отливки иэ конструкционной стали повышенного качества. ТУ 48-22-99"83. (54) ЛИТАЯ ИЗНОСОСТОЙКАЯ СТАЛЬ (57) Изобретение относится к метал-„ лургии, а именно к производству литых сталей., идуших на изготовление

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству

Литых сталей, предназначенных для изготовления деталей, работающих в сложных условиях абразивно-коррозионного и ударно-абразивного видов износа, а также при комплексном воздействии указанных факторов, в частности, для изготовления наконечников зуба рыхлителя бульдозеров, кремальных шестерен экскаваторов, гидроэлеваторов, колес землесосов, бил мельниц, молотков дробилок и других деталей горнодобывающего и перерабатывающего оборудования, Цель изобретения - повышение абразивно-коррозионной и ударно-абразивной износостойкости стали.

2 деталей, эксйлуатируемых в условиях абраэивно-корроэионного и ударно-абразивного видов износа. Целью изобретения является повышение абразивнокоррозионной и ударно-абразивной износостойкости стали. В индукционной печи плавят сталь состава, мас. Е: углерод 0,22-0,31;:. марганец 0,901, 50 кремнии О, 40-0, 80; хром О, 701,30; никель 0,70-1,20; молибден 0,10О, 30; медь О, 30-0,50 1 тит ан О, 0050,02; барий 0,01-0,05; РЗМ 0,0050,101 железо остальное. Сталь обладаетсвысоким уровнем эксплуатационных свойств, что позволяет повысить долговечность литых деталей работающих Р

9 @ в сложных условиях абразивно-корроэионного и ударно-абразивного изнашивания. 1 табл.

С:

Пример. В 60 кг индукционной печи с основной - футеровкой плавят сталь состава, мас.Х:

Углерод 0,22-0,31

Марганец 0,90-1,50

Кремний 0,40-0,80

Хром 0,70-1,30

Никель 0,70-1,20

Молибден 0,10-0,30

Медь 0,30-0,50

Титан 0 005-0,02

Барий . 0,01-0,05

Р3М 0,005-0,10

Желез о Остальное

Совместная присадка бария и РЗМ существенно изменяет природу неметаллических включений . — исчезают угло— 150785 ватые включения I I I типа и образуются перит ектические глобулярные включения I типа, в которых остроуголь" ные сульфиды и нитриды титана заключены в глобулярные оксисульфидные оболочки. Образование пластичной дуплексной оболочки на хрупких остроугольных неметаллических включениях снижает локальную концентрацию напряжений вокруг них, что особенно важно для отливок, которые эксплуатируются в условиях абразивно-коррозионного и ударно-абразивного видов изнашивания. 15

Положительное влияние бария наэксплуатационные характеристики предл аг аемой ст али прои вля ет ся в пред елах 0 01-0,05Х. Содержание бария ниже 0,010 недостаточно для перево- 20 да остроугольных сульфидных и нитридных включений в округлые. Локальные микронапряжения в стали вокруг остроугольных включений весьма высокие и процессы,, абразивно-коррозионного разрушения получают существенное развитие; ударно-абразивная износостойкость стали также низкая. При содержании бария выше 0,05 происходит повторное окисление стали при разлив- 30 ке, вызывающее загрязнение оксидными включениями, что приводит к понижению показателей как абразивно-коррозионной, так и ударно-абразивной иэносостойкости, 35

Благоприятное воздействие РЗМ в интервале концентраций 0,005-0,10 при наличии бария на комплекс свойств объясняется образованием глобулярных сложных оксисульфидных включений I 40 типа, дезориентированно расположенных в матрице, а также снижением общего индекса загрязненности стали неметаллическими включениями. РЗМ при содержании вьппе 0,10Х не оказыва- 45 ет благоприятного влияния на природу, количество и характер распределения неметаллических включений, так как их избыточное количество способству" ет развитию процессов повторного окисления при разливке, в результате чего происходят загрязнение стали оксидными включениями и, как следствие, снижение уровня ударно-абразивной и абразивно-коррозионной из- носостойкости.

При содержании РЗМ не менее

0,005Х не. происходит полной глобуляризации неметаллических включений.

3 4

Поэтому показатели абразивно-корро,зионной и ударно-абразивной износоI стойкости низкие.

Высокая абраэивно-корроэионная и ударно-абразивная износостойкость предлагаемой стали обеспечивается в результате модифицирования барием совместно с РЗМ в сочетании с марганцем, кремнием, хромом, никелем, молибденом, медью, титаном в указан" ных пределах. Повышение абразивнокорроэионной иэносостойкости связано с рафинирующим воздействием модифицирующего комплекса бария и РЗМ, а также с образованием глобулярных гетерогенных оксисульфидов I типа, имеющих высокое сопротивление воздействию агрессивных сред.

Содержание кремния в стали целесообразно держать в пределах 0,40,8Х.. При более высоких его содержаниях в кристаллической решетке металлической матрицы усиливаются микронапряжения, что приводит к охрупчиванию и снижению уровня абразивнокоррозионной и ударно-абразивной из" носостойкости. При концентрации кремния менее 0,4Х его недостаточно для глубокого раскисления стали, и модифицирующий комплекс бария и РЗМ частично расходуется на связывание кислорода, в результате чего происходят неполная глобуляризация неметаллических включений, загрязнение оксидами и, как следствие, понижение абразивно-коррозионной и ударно-абразивной иэносостойкости.

1

Высокие показатели абразивно-коррозионной и ударно-абразивной иэносостойкости имеют место при содержании титана в пределах 0,005-0,02Х. Этого количества достаточно для полного связывания азота, имеющегося в стали, в нитриды титана. При содержаниях титана выше 0,02Х происходит. загрязнение стали карбидами титана, отрицательно влияющими на сопротивление, стали охрупчиванию и абразивно-корроз ионному из но су.

В таблице приведен химический состав и результаты испытаний на абразивно-корроэионный и ударно-абразивный износ предлагаемой и известной сталей. Иэ данных, приведенных в таб." лице, видно, что сталь предлагаемого состава обладает более высоким уровнем эксплуатационных свойств по

1507853 роэионной и ударно-абразивной иэносостойкости, она дополнительно содержит барий и редкоземельные металлы (РЗМ) при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Формула изобретения кнеееческнй состав, абраэивно-корроэноннаа н ударно-абразнвнан износостойкость предлагаемой и известной сталей

Химический состав, мас.Z

Относительная нэносостое1° t плавок

Cu Ti Ва

Ni Ио кость

Урарноабра- . зианаа

° е1

Абразивно-коррозноинлн l!

Ир едл а га° и ел

1 ° 15

0 ° 22 0 ° 90 О ° 40 О ° 70 О ° 70 0 ° 10 Ое30 Ое005 ОеО! Ое005

1 ° 20

Остальное ее

1,29

1,40

1,25

1,31

0,053

О ° !0

Ое27 1е20 0 ° 50- 1 еО 0 ° 95 О ° 20 О ° 40 0,013 0,03

0 ° 31 1е50 О,ВО ° 30 1,20 0,30 О ° 50 0,020 0,05

3 !

Взототип

1,0

1,О

0,27 1,20 1,0 1,0 0,95 0,20 0,40 . 0,05

Остальное

D р и и е ч а и и а. "!Абразианкн пульпа состоит нэ электролита и абразивного материала н соотноиеиин 1:2.

Исаетанил на ударно-абраэнвньзе износ проводит при измельчании гранитного иебнк бракнни 20-25 еее в течение и.

Составитель М. Шелагуров

Редактор И. Касарда Техред И.Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 5522/32 Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 (1 сравнению с известной: абразивно-корроэионная стойкость повышается на 20317.з а ударно-абразивная — на 1540Х.

Использование изобретения позволяет повысить долговечность литых деталей, работающих в сложных условиях абраэивно-коррозионного и ударноабразивного изнашивания. 10

Литая иэносостойкая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, 15 хром, никель, молибден, медь, титан, железо, отличающая сятем, что, с целью повышения абразивно-корI

Углерод

Марганец

Кремний

Хром

Никель

Молибден

Медь

Тйтан

Барий

РЗМ

Железо

0,22-0,31

0,90-1,50

0,40-0,80

0,70-1,30

0,70-1,20

0,10-0,30

0,30-0,50

0,005-0,02

0,01-0,05

0,005-0,10

Остальное