Графитизированная сталь

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу специальной экономнолегированной кремнистой графитизированной стали, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, например в стекольном машиностроении, металлургии и других отраслях народного хозяйства. Цель - повышение износостойкости при термоциклировании и воздействии агрессивных сред. Сталь дополнительно содержит висмут при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,5-0,8; кремний 2,9-3,2; марганец 0,3-0,5; хром 0,01-0,3; висмут 0,1-0,15; железо остальное. 1 табл.

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{я)5 С 22 С 38/34

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4910094/02 (22) 11,02.91 (46) 07.02.93. Бюл, ¹ 5 (71) запорожский машиностроительный институт им. B.Ë.×óáàðÿ (72) И,П,Волчок, О.Б.Колотилкин и С,А.Уваров (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 4910094, кл. С 22 С 38/18, 1990. (54) РАФИТИЗИРОВАННАЯ СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к составу специальной экономнолегированной кремнистой графитизироИзобретение относится к металлургии, в частности к составам специальных экономНолегированных кремнистых сталей и

1 может быть использовано в различных отраслях машиностроения, например в стекольном машиностроении, металлургии и другйх отраслях народного хозяйства, Известна кремнистая рессорно-пружинная сталь 70С3А следующего химического состава, мас,%:

Углерод 0,66 — 0,74

К ремний 2,4-2,8

Марганец 0,6 — 0,9

Хром 0.01 — 0,3

Железо Остальное

Однако соотношение KOMfloHBHT08 в известной стали не обеспечивает требуемой изнойостойкости ряда деталей при высоких температурах и стойкости в агрессивных средах, например стекломассе. К таким деталям относятся. например, горловые, прессовые и формовые кольца стеклоформ и, БЦ,, 1793001 А1 ванной стали, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, например в стекольном машиностроениИ; металлургии и других отраслях народного хозяйства. Цель — повышение износостойкости при термоциклировании и воздействии а гресси вн ых сред. Сталь дополнительно содержит висмут при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,5 — 0,8; кремний 2,9 — 3,2; марганец

0,3-0,5; хром 0,01 — 0,3; висмут О,1 — 0,15; железо остальное. 1 табл. известная сталь не может быть использована для их изготовления.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является кремнистая сталь, которая содержит, мас.%:

Углерод 0,5-0,8

Кремний 2,9-3,2

Марганец 0.3-0,5

Хром 0.01 — 0,3

Железо Остальное

Более высокое содержание углерода и кремния способствует более равномерному распределению графита, что в определенной степени способствует повышению износостойкости. Однако этого недостаточно для обеспечения надежной и долговечной работы ряда деталей, работающих при термоциклировании и воздействии агрессивной среды, например горловых колец дутьевых головок и т.п. стеклоформующего инструмента.

1793001

Повышение содержания углерода и кремния приводит зачастую к образованию крупных графитовых включений, которые при термоциклировании становятся концентраторами напряжений. В этих местах появляются микродефекты, которые под действием агрессивной среды развиваются и приводят к микроразрушению металла.

В процессе эксплуатации таких деталей стеклоформующего инструмента происходит трение металла о металл, вследствие чего процесс микроразрушения металла развивается и в конечном итоге повышается износ.

Цель изобретения — повышение износостойкости при термоциклировании и воздействии паров поверхностно-активных и агрессивных сред.

Указанная цель достигается тем, что. сталь кроме углерода, кремния; марганца и хрома дополнительно содержит висмут при следующем соотношении компонентов, мас, h;

Углерод 0,5-0,8

Кремний 2,9-3,2

Марганец 0,3-0,5

Хром 0,01-0,3

Висмут 0,1-0,15

)Келезо Остальное

Это позволяет повысить износостойкость стали эа счет образования более мелкоизмельчен ного и равномерно распределенного графита в стали.

Выплавку стали производили в индукционной печи. Для предотвращения насыщения газами наводили искусственный шлак, состоящий из песка и плавикового шпата. Температура металла на выпуске составляла 1650 С, а температура заливки форм —. 1610 С. Заливку металла производили в сухие песчаные литейные формы, получая отливки диаметром 50 мм и длиной 210

Формула изобретения

Графитизирбванная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения износостойкости при термоциклировании и воздействии паров поверхностно-активных и агрессивных сред. она мм. Из отливок вырезали образцы для металлографических исследований и испытаний на износостойкость при термоциклировании и воздействии агрессивной среды.

Изготовленные из отливок образцы подвергали термической обработке (закалка с температуры 860 С, в масло, и отжиг при температуре 470 С ГОСТ 14959-79).

10 Испытания проводили на образцах с наружным диаметром 35 мм и толщиной 10 мм с использованием специально разработанной установки, позволяющей более достоверно имитировать износ металла в

"5 условияхтермоциклирования и воздействия паров агрессивной среды.

О износостойкости стали при термоциклировании и воздействии агрессивной среды судили по скорости потери массы:

20 Скорость потери массы образцов определяли по формуле; где m2 — масса образца до испытаний, г;

m1 — масса образца после испытаний, г;

S — площадь поверхности образца, подверженного износу, мм;

30 t — время испытаний, ч.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Анализ представленных результатов показывает, что лучшей износостойкостью при термоциклировании по режиму

300 500 С и воздействии паров расплавленной стекломассы обладают образцы с

ММ 3, 4, 5. Достижение результатов этими образцами объясняется за счет более мел40 коизмельченного и равномерно распределенного по сечению образца графита s стали, дополнительно содержит висмут при следующем соотношении компонентов, мас, Д,:

Углерод 0,5-0,8

Кремний 2,9 — 3,2

Марганец 0,3 — 0,5 Хром 0,01 — 0,3

Висмут 0,1 — 0,15

Железо Остальное

1793001

Составитель Л.Суязова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Петрова

Редактор С.Кулакова

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

За аз 483 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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