Сталь

 

Изобретение относится к сталям и может быть использовано в тракторном машиностроении. Целью изобретения является повышение износостойкости, снижение склонности к деформационному старению и улучшение свариваемости стали. Предлагаемая сталь имеет состав, мас.%: 0,36 - 0,50 C

0,40 - 0,88 MN

0,20 - 0,60 SI

0,08 - 0,56 CR

0,03 - 0,08 V

0,005 - 0,025 TI

0,010 - 0,025 AL

остальное FE, причем отношение концентраций марганца и углерода составляет 1,1 - 1,76, а ванадия и титана 3,2 - 6. Снижение склонности к деформационному старению определяют при испытании ударной вязкости образцов после деформации на 10% и деформации и старения. Износостойкость предлагаемой стали по сравнению с известной увеличивается на 25 - 45%, а свариваемость стали, определяемая по показателю сопротивления образования сварных трещин, увеличивается в 2,2 - 11 раз. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (g1)g С 22 С 38/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0;

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4419386/23-02

1 (22) 04.03.88 (46) 07,05.90. Вюл. N 17 (71} Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и Научно-производственное объединение по тракторостроению "НАТИ" (72) Л.П. Житова, ф.С. Раковский, В.В. Скрипченко, В.Л. Шагалов, В.И. Канторович, А.Л. Овсянников

В.А. Ротенберг, В.П. Плетнев, В.С. Be" рещагин, В,В..Гринер, А.Я. Кулиуш, Е.B. Стешин и A.È. Кириченко (53) 669 ° 14.018.29-194(088.8} (56) Авторское свидетельство СССР

11 773 13 1, кл. С 22 С 38/28, 1980 .

Авторское свидетельство СССР и 357258. кл. С 22 С 39/00, 1972. (54) СТАЛЪ (57) Изобретение относится к сталям и может быть использовано в тракторИзобретение относится к металлургии и машиностроению и может быть использовано в качестве материала для деталей ходовой системы тракторов.

Целью изобретения является повышение износостойкости, снижение склонности к деформационному старению и улучшение свариваемости стали.

В,условиях опытного производства в

200-килограммовой индукционной печи с основной футеровкой выполнены из" вестная и предлагаемая стали.

В табл. 1 приведен их химический состав.

Совместное легирование ванадием и титаном осуществляют лигатурой ФС40Вд7 (Ту 14-5-177-87), содержащей 7 вана"

„„SU, 1562360 А 1

2 ном машиностроении. Целью изобретения является повышение износостойкости, снижение склонности к деформационному старению и улучшение свариваемости стали. Предлагаемая сталь имеет состав мас.4: 0,36-0,50 С; 0,40-0,88 Ип;

0,20-0,60 Siу 0,08-0 56 Cr; 0,03-0,08

v; 0,005"0,025 Т1; 0,01а-о,025 А1; остальное Fe, причем отношение концентраций марганца и углерода составляет 1,1-1,76, а ванадия и титана 3,26. Снижение склонности к деформационному старению определяют при испытании ударной вязкости образцов после деформации íà 103 и деформации и старения. Износостойкость предлагаемой стали по сравнению с известной увеличивается на 25-454, а свариваемость стали, определяемая по показателю сопротивления образования сварных трещин, увеличивается в 2,2-11 раз. 2 табл. дия и 33 титана. Для исследований заливают трефовидные пробы по ГОСТ

977-75, которые после разрезки на бруски подвергают нормализации от

1Я

920 С." (О

Склонность к старению определяют О- после деформации на 1Oi и после де- (, формации и нагрева до 250 С в течение 1 ч. Результаты испытаний показывают, что известная сталь склонна к старению в отличие от предлагаемой стали (табл. 2) .

Из данных табл. 2 видно, что даже при содержании алюминия и титана на нижнем пределе (состав 1) не наблюдается резкого падения ударной вязкости после деформации на 103 и пос1562360 ле деформации с последующим отпуском . при 250 С, т ° e. введение этих количеств нитридообразующих элементов достаточно для связывания присутствую5 щего в этой стали в твердом растворе азота. Содержание титана и ванадия выше верхнего предела снижает общий уровень ударной вязкости за счет образования большого количества карбойитридов, упрочняющих сталь по мехаНизму дисперсионного твердения, но

cíèæàþùèõ ударную вязкость; Введение этих элементов ниже нижнего предела малоэффективно.

Относительную износостойкость (Г ) определяют по потере веса образца по формуле аp

Е=--- Ро

20 где йР, - износ эталона, г; Р - износ образца, г.

В качестве эталона за единицу иэносостойкости принимают известную сталь (состав 4). Износостойкость оп- 2 ределяют в условиях абразивного износа на машине Х4-Б. Результаты опытов приведены в табл. 2. Наилучшую износостойкость обеспечивает даже немаксимальное количество титана и алюми30 ния, а среднее - в пределах предлагаемых интервалов содержания этих элементов, так как в этом случае отношение концентраций марганца к углероду, а также ванадия к титану оптимальны и позволяют наряду с дисперги- рованием структуры получить более однородную структуру с дисперсными, равHoMGpHo распределенными по телу зерна карбонитридами ванадия и титана.

4О

Износостойкость стали при содержании титана выше верхнего предела и нарушении предлагаемого соотношения между концентрациями ванадия к титану и марганца к углероду находится ниже уровня предлагаемой стали из-за нали45 чия перлйтной сетки, обусловленной, дендритной ликвацией углерода и марганца и увеличением доли крупных нитридов титана и алюминия.

Сварку выполняют в аргоне вольфра- 50 мовым электродом. Толщина свариваемых пластин 35 мм, диаметр сварочной проволоки 3 мм. Сварочная проволока имеет тот же состав, что и свариваемая сталь. В качестве показателя сопротив-55 пения образованию трещин используют отношение длины продольной трещины к длине сварного шва. Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Повышение степени однородности структуры при одновременном диспергировании ее дает наилучшие показатели сопротивления образованию трещин в зоне термовлияния сварного шва (состав

2). Содержание элементов на верхнем пределе (состав 1) из-за менее однородной структуры и nовышенного количества нитридов дает более низкие показатели сопротивления стали образованию трещин. Повышение содержания титана и алюминия и соотношения Мп. С и V:Ti выше верхнего предела повышает склонность к образованию трещин из-за образования крупных нитридов и появления неоднородности структурных составляющих, а ниже нижнего малоэффективно из-за незначительного действия титана и алюминия.

В результате наличия в стали предлагаемых количеств титана и алюминия повышается износостойкость стали в

1,25-1,45 раз, склонность к образованию трещин в сварном шве снижается в

2,2-11 раз, значительно снижается склонность стали к деформационному старению, формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, ванадий, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения износостойкости, снижения склонности к деформационному старению и улучшения свариваемости стали, она дополнительно содержит титан и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.,ь:

Углерод 0,36-0,50

Кремний 0,20"0,60

Марганец 0,40-0,88

Хром 0,08-0,56

Ванадий 0,03-0,08

Титан 0,005-0,025

Алюминий 0,01-0,08

Железо Остальное причем отношение концентраций марганца и углерода составляет 1,1-1,76, а ванадия и титана 3,2-6,0.

1562360

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.4

Соотношение концентраций

Сталь

V Ti Al Fe

Si Cr

Предлагаемая

0,36 0,40 0,20 0,08 0,03 0,005 0,010 Осталь- Ill 6 ное

То же

1,19 ",5

1,76 3,2

0,38 0,35 0,05 0,011 0,050

0,60 0,56 0,08 0,025 0,08

0,42 0,50

0,50 0,88

0,42 1,05 0,41 0,31 0,10

2,5 т ° áëèöà 2

Ударнал елзкость стали после обработки KCV, ИДа/нт, лрн теипературе, Сталь

О - -20 -40

20 1 0 -20 )-40 20

Исходное состолние

Дефориецил на 102 и

Дефорнацил на 102 старение

142

0,18 0,13 0,08 0,02

0,45 0 ° 30 0 ° 23 0,08 О 27 0,20 О, 11 0 ° 05

О,II

100

Составитель Л; Карасева

Редактор А. Мотыль Техред Л.Сердюкова Корректор О. Цинке

Заказ 1038 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101

3

Известная

Предлагаенал

2

Иэеестнал

0,74 0,51 0,36

0,78 0,62 0,40

0,48 0,39 0,29

0,28 0,57 0,40 0,30 0,20 0 42 0,31 0,28 0,18

0,32 0 50 0 42 0,35 0,30 0,45 0,36 0,29 0,24

0,20 0,40 0,30 0,20 О, 18 0,34 0,30 О, 19 0, 12

Относительнал иэносо" стойкость

Покаэатель опротиеленил обраэованив сваюних трет им

0,04

0,01

0,05