Автоматная сталь

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкционным сталям с повышенной обрабатываваемости резанием. Задачей изобретения является повышение выхода годного за счет повышения пластичности литого металла, а также уменьшения красноломкости и анизотропии деформированного металла при сохранении механических свойств и обрабатываемости резанием. Решается техническая задача за счет того, что предложена сталь, содержащая: углерод, марганец, серу, свинец, железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,06 - 0,15; марганец 1,31 - 1,6; сера 0,15 - 0,30; свинец 0,15 - 0,30; железо - остальное. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству конструкционных сталей повышенной и высокой обрабатываемости резанием.

Известна сталь А 12, содержащая, мас. углерод 0,08 0,16; марганец 0,70 1,00; сера 0,08 0,2; фосфор 0,08 0,15; кремний 0,15 0,35. Сталь применяют в машиностроении для изготовления деталей на автоматных станках с повышенной скоростью резанием, допускаемая максимальная скорость резанием составляет 39,0 м/мин.

Недостатком данной стали, является сравнительно невысокая скорость резанием, большие потери металла при производстве этой стали, особенно при горячей прокатке из-за образования рванин, трещин, расслоения передних концов из-за красноломкости и анизотропии пластичных свойств при горячей прокатке.

Известна свинецсодержащая сернистомарганцовистая сталь АС 14, содержащая, мас. углерод 0,10 0,17; марганец 1,0 1,3; сера 0,15 0,30; свинец 0,15 0,30; железо остальное.

Эта сталь наиболее близка к предлагаемой по техническому и достигательному результату и взята за прототип. Она обладает высокими механическими свойствами и пригодна для обработки резанием на высокоскоростных станках.

К недостаткам этой стали следует отнести низкую пластичность в литом состоянии, что в первом прокатном переделе способствует образованию дефекта в виде рванин, трещин и повышает расходный коэффициент, т.е. снижает выход годного металла. На втором и последующих переделах вышеуказанные дефекты сохраняются и появляется новый дефект, а именно расслоение передних концов заготовки, что является следствием красноломкости и высокой анизотропии пластичных свойств. (Пластичность металла в поперечном направлении значительно ниже пластичности в продольном направлении относительно оси прокатки).

Задачей изобретения является повышение выхода годного металла, за счет повышения пластичности литого металла, а также уменьшения красноломкости и анизотропии деформированного металла при сохранении механических свойств и обрабатываемости резанием.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что предлагаемая сталь содержит, мас. углерод 0,06 0,15; марганец 1,31 1,6; сера 0,15 - 0,30; свинец 0,15 0,30; железо остальное.

Сталь может содержать фосфор и кремний как примеси, фосфор не более 0,12% и кремний не более 0,10% Химический состав и соответствующие свойства исследуемых плавок приведены в табл. 1 и 2.

Более низкое содержание углерода в предлагаемой стали в сравнении с известной сталью при повышенном содержании марганца позволяет повысить пластичность литого металла, уменьшить красноломкость и анизотропию деформированного металла и как следствие повысить выход годного.

В процессе экспериментальной проверки установлено, что при указанном содержании элементов пластичность литой стали повышается (фиг. 1, 2), что способствует снижению расходного коэффициента, а также снижается образование дефектов на втором и третьем переделе (табл. 2). Механические же свойства и скорость максимальная резанием предлагаемой стали остаются на уровне известной стали.

На фиг. 1 изображен график зависимости относительного сужения металла от температуры; на фиг. 2 график зависимости относительного удлинения металла от температуры.

Кривая 1 пластические свойства известной стали. Кривая 2 пластические свойства предлагаемой стали.

При содержании углерода более 0,15% снижается обрабатываемость проката (скорость резанием уменьшается). То же самое происходит при увеличении марганца более 1,6% При содержании углерода ниже 0,06% снижаются механические свойства, в том числе предел прочности. Содержание марганца меньше 1,31% приводит к тому, что из-за красноломкости возрастает расходный коэффициент.

Пример конкретного выполнения. Выплавку предлагаемой стали, разливку и прокатку слитков проводили в соответствии с ТУ и ТИ для известной стали АС 14. Испытания на пластичность в горячем состоянии проводили на пластометре конструкции НИИМ. Результаты испытания показаны на фиг. 1 и 2 и сведения в табл. 1 и 2.

Образцы для пластометра нагревали до температур 850 1250^oC с дискретностью 50^oC и разрывали их. При этом производили замеры сужения и удлинения образца. За основной критерий пластичности принимали сужение (относительное сужение). На фиг. 1, 2 видно, что относительное удлинение и сужение для всех температур у предлагаемой стали выше, чем у известной стали. Это касается только литой структуры. При этом пластичность предлагаемой стали превышает при температуре 1180^oC уровень 60% что соответствует удовлетворительной пластичности и следовательно гарантирует прокатку без дефектов. Повышенная пластичность предлагаемой стали в литом состоянии способствует снижению брака в виде трещин, рванин, что повышает выход годного металла.

При испытаниях на втором и третьем прокатном переделе проводившихся на станах прокатного цеха N 1 ЧМК отмечено снижение появления дефектов, особенно расслоения передних концов. Снижение расходных коэффициентов приведены в табл. 2.

Применение предлагаемой стали позволило снизить расходный коэффициент при прокатном переделе на 19 кг/т. Скорость резания приведена по данным ВАЗа.

Формула изобретения

Автоматная сталь, содержащая углерод, марганец, серу, свинец, железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.

Углерод 0,06 0,15 Марганец 1,31 1,6 Сера 0,15 0,30 Свинец 0,15 0,30 Железо Остальноер

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3