Сталь

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к стали для производства термически упрочненных с прокатного нагрева мелющих катаных шаров. Целью изобретения является повышение ударной прочности , износостойкости, снижение раскалываемости мелющих тел. Это достигается дополнительным легированием одним элементом из группы, содержащей ниобий и церий, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,5-0,85; марганец 0,7-1,5; кремний 0,8-1,5; алюминий 0,002-0,06, указанный элемент 0,0002- 0,05; железо остальное.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л С 22 С 38/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СТАЛЬ

0,50 — 0,85

0,7 — 1,5

0,8-1,5

0,002 — 0,06

Углерод

Марганец

Кремний

Алюминий (21) 4714992/02 (22) 07,07.89 (46) 15.05.92. Бюл. М 18 (72) Л.Г. Поздняков, С-.Н. Поляков, B.Ê, Бабин, Д.И. Скороваров, В.Н. Голобородов, О.И. Поляков, С.Г. Якименко, Б,А. Дворядкин, В,Г. Петренко, П.А, Воробьев и Н,М, Трапенок (53) 669.14,018.256 — 194 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1497262, кл. С 22 С 38/14, 1989.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству, и может быть использовано для производства мелющих тел.

Для изготовления мелющих тел, например катаных шаров, применяют углеродистую сталь с содержанием до 0,6oj углерода и до 0,4% кремния, легированную 0,4 — 2,0% марганца, или сталь P — 65, содержащую,%: углерод 0,7 — 0,82; марганец 0,7 — 1,06; кремний 0,26 — 0,40.

Недостатками шаров, изготавливаемых из этих сталей, являются низкие ударная прочность и износостойкость, а также повышенная раскаливаемость шаров, что удорожает их производство и приводит к значительному расходу мелющих шаров в процессе их эксплуатации.

Наиболее близка к предлагаемой сталь, используемая при производстве помольных тел, состава, %: углерод 0,52-0,75; кремний. Ж „, 1733495 А1 (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к стали для производства термически упрочненных с прокатного нагрева мелющих катаных шаров, Целью изобретения является повышение ударной прочности, износостойкости., снижение раскалываемости мелющих тел. Это достигается дополнительным легированием одним элементом из группы, содержащей ниобий и церий, при следующем соотношении компонентов, мас. /: углерод 0,5 — 0,85; марганец 0,7 — 1,5; кремний 0,8 — 1,5; алюминий 0,002 — 0,06, указанный элемент 0,00020,05; железо остальное.

0,85 — 1,2; марганец 0,8-1,7; алюминий 0,060,05; титан 0,01 — 0,06; железо остальное.

Недостатками известной стали являются низкие ударная прочность и износостойкость, повышенная раскалываемость, что снижает рентабельность производства и удорожает производство шаров.

Цель изобретения — повышение ударной прочности и износостойкости, снижение раскалываемости мелющих шаров при удешевлении их производства.

Поставленная цель достигается тем, что в сталь дополнительно вводят один элемент из группы. содержащей ниобий и церий, при следующем соотношении компонентов, мас.%;

1733495

Один элемент из группы, содержащей ниобий, церий 0,0002-0,05

Железо Остальное

В стали присутствуют примесные элементы: никель, хром и медь (не более 0,3/ каждого), которые не контролируются, а также сера и фосфор в количестве до 0,05 каждого.

Сущность изобретения состоит в том, что введение в сталь в указанных количествах одного элемента из группы, содержащей ниобий и церий, при заданном содержании углерода, марганца, кремния и алюминия обеспечивает повышение ударной прочности и износостойкости, снижает раскалываемость и удельный расход шаров при эксплуатации вследствие интенсивного образования сложнолегированных карбидов, измельчения зерна, очищения границ аустенитных зерен от вредных примесей, увеличения протяженности мартенситной и полумартенситной зоны, а также вследствие формирования по сечению шаров многослойной микроструктуры с оптимальными свойствами.

Нижний предел содержания углерода (0,5 ) принят исходя из необходимости обеспечения заданной минимальной прокаливаемости и твердости при термообработке шаров, а верхний (0,85,) определяется технологической пластичностью при их прокатке, которая снижается до опасных пределов при увеличении содержания углерода сверх указанной нормы, а также оптимизацией раскалываемости при эксплуатации шаров.

Ограничения по содержанию кремния обусловлены его влиянием на прокаливаемость и величину ликвационной неоднородности: при содержании меньше 0,8 кремний практически не оказывает влияния на прокаливаемость, а при содержании более 1,5о/ проявляется его отрицательное влияние на ликвационную неоднородность.

Пределы содержания марганца определены исходя из его влияния на прокаливаемость и размер аустенитного зерна: при содержании менее 0,7 марганец не оказывает влияния на прокаливаемость, а при содержании более 1,5 он увеличивает склонность стали к росту аустенитного зерна, Нижний предел содержания алюминия (0,002 /) обусловлен получением необходимой раскисленности и началом положительного влияния алюминия на измельчения зерна стали, а при значении 0,06 начинает проявляться отрицательное влияние алюминия на качество поверхности слитков

35 вследствие снижения жидкотекучести стали.

При содержании ниобия и церия в количестве 0,0002 они способствуют образованию сложнолегированных карбидов, воздействующих положительно на измельчение аустенитного зерна и очищающих их границы от вредных примесей (фосфора, серы и др.), а также увеличивающих ударную прочность и размер зоны повышенной твердости, Увеличение содержания этих элементов свыше 0,05 / экономически неоправдано и нецелесообразно из — за их отрицательного влияния на жидкотекучесть стали и на качество поверхности шаров, а также их раскалываемость, Было выплавлено пять плавок предлагаемой стали и две известной, которые прокатывали на шары диаметром 120 мм, а затем от температуры конца прокатки 930 — 960 С подвергали упрочняющей обработке в камерном устройстве и в закалочном баке по известной схеме.

Определяли твердость, размер полумартенситной зоны, износ по потере веса при абразивном износе, раскалываемость, которую оценивали по количеству расколотых шаров после работы мельницы в течение 1 мес от общего количества загруженных шаров, и ударную прочность, определяемую по значениям работы разрушения, полученной при ударном растяжении цилиндрических образцов на маятниковом копре MK 30.

Химический состав опытных плавок и результаты сопоставительных испытаний приведены в таблице.

Анализ данных таблицы показывает, что сталь предлагаемого состава обладает по сравнению с известной сталью повышенной на 100-200 НВ твердостью, более высокой износостойкостью и ударной прочностью, пониженной раскалываемостью, а также значительно большей полумартенситной зоной, что обеспечивает снижение удельного расхода шаров при измельчении особотвердых рудных материалов.

При этом вследствие уменьшения раскалываемости шаров как при термообработке, как и в процессе эксплуатации удешевляется производство мелющих шаров.

Сталь предлагаемого состава может выплавляться в мартеновских печах и в конвертерах. Легирование осуществляется путем введения силикомарГанца и ферросилиция в плавильный агрегат и алюминия и лигатуры Р3М в ковш.

1733495 следующем соотношении мас.,:

Углерод

Марганец

Кремний

Алюминий

Один элемент из группы содержащей ниобий и церий

Железо компонентов, Формула изобретения

0,50 — 0,85

0,7 — 1,5

0,8 — 1,5

0,002 — 0,06

0,0002 — 0,05, Остальное

Сталь

1ь рг;>с-ь раскалыегеность, Содернание эленантоа, Ударная лрочность, кгн

Взнос, Г

Величина лолунартенситной зоны нн

Si A1 кл

Се

ПГа

21 !

23

19 !

С

0,50 0,70

c,åc

0,023 0,027 0,0002

0,025

0,05

О, 002

0,0002

0,0251

0,05

0,67

1,15 0,03I 0,024 С,С22

Предлага0,0002

0,0251

0,05

26

22

23

21

24 еная

С,ООС2

0,025

0,05

1>5 С,О6 0,010 0,032

С,65

1,5

С,0002

0,0249

0,05

26

26

27

27

С>0002

0,025!

0,5

0>67

1,2

0,52

1,70

1>32

Вз0,09

0,2

0,025 0,027

О, С19 О, 029

12 еест35

50

Составитель Л.Поздняков

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор A.oãàð

Заказ 1641 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Сталь преимущественно для мелющих катаных шаров, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий и железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения ударной прочности, износостойкости, снижения раскалываемости мелющих тел, она дополнительно содержит один элемент из группы, содержащей ниобий и церий, при

496 С,41

457 С 39

504 0,37

0,3г

5G2 С,40

5С6 С,36

497 0,32

503 0,29

509 0,30

500 0,27

497 0,31 г512 0,29

517 0,22

52С 0,19

)24 ч,сч

509 0,30

506 0,23 512 0,26

420 0,97

496 0,73

11,6

12,2

13,1

12,3

14,1

I2,7

12,7

13,3

13,9

12,6 !

3,!

12,9

16,1

17,0

15,9

16,4

15,7

17,2

10,2

6,7

2,4

2,2

2,3

>>

I>

2,6

2,5

3,7

3,2

3,6

3,1

2,9

3,2

3,6

3,\

3,С

2,9

3,5

3,2

4,7

5.3