Износостойкая хладостойкая сталь

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к износостойкой хладостойкой стали для изготовления ножей, зубьев и коронок горнодобывающей техники и рыхлителей бульдозеров, работающих в гидро-, абразивноизнашиваемых условиях. Сущность изобретения состоит в повышении износостойкости стали. Предлагаемая сталь имеет следующий состав компонентов, мас.%: углерод 1,0-1,5, кремний 2,5-3,5, хром 3,5-5,0, марганец 2,0-4,0, никель 0,4-2,0, молибден 0,1-0,3, медь 0,5-1,0, окисел ниобия 0,01-0,5, окисел циркония 0,005-0,01, окисел титана 0,005-0,01, железо - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к области черной металлургии и машиностроения, в частности к материалам, для изготовления ножей, зубьев и коронок горнодобывающей техники и рыхлителей бульдозеров, работающих в условиях гидро-, абразивноизнашиваемых условиях. Наиболее близкой к предлагаемой стали по технической сущности является сталь [1] содержащая, мас.

углерод 0,22-0,32 марганец 0,9-1,5 кремний 0,7-1,5 хром 0,8-1,3 никель 0,4-1,2 молибден 0,1-0,3 медь 0,3-0,5 ванадий 0,3-0,12 азот 0,01-0,02 борий 0,001-0,02
бор 0,001-0,003
ниобий 0,01-0,5
цирконий 0,005-0,01
титан 0,005-0,01
железо остальное
Недостатком этой стали является значительный износ при эксплуатации в естественно низких температурах 40o-50oC, что заметно снижает надежность эксплуатации горнодобывающей техники в интенсивных гидро-, абразивноизнашиваемых условиях Крайнего Севера.

Целью данного изобретения является существенное повышение износостойкости изделий при эксплуатации их в условиях Крайнего Севера и в условиях интенсивного абразивного износа.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая сталь в отличие от аналога содержит повышенное процентное содержание элементов, обладающих направленным типом межатомной связи, что приводит к увеличению прочности и износостойкости не только границ зерен, но и тела зерна при следующем соответствии компонентов, мас.

углерод 1,0-1,5
кремний 2,5-3,5
хром 3,5-5,0
марганец 2,0-4,0
никель 0,4-2,0
молибден 0,1-0,3
медь 0,5-1,0
окисел ниобия 0,01-0,5
окисел циркония 0,005-0,01
окисел титана 0,005-0,01
железо остальное.

Увеличение процентного содержания элементов с направленным типом межатомной связи приводит к существенному увеличению износостойкости всего изделия [2,3]
Сравнительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав стали отличается от известного значительным увеличением процентного содержания не только элементов с направленными межатомными связями, но и увеличением процентного содержания основных компонентов, а именно: углерода, кремния, хрома, титана, марганца, никеля, меди.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

При проведении поиска по научно-технической и патентной литературе технические решения, в которых в совокупности присутствуют признаки, отличающие данное техническое решение от прототипа, обнаружены не были.

В условиях опытного производства в 500 кг элеткродуговой печи с основной футеровкой была выплавлена предлагаемая сталь и в 200 кг индукционной печи с основной футеровкой была выплавлена известная сталь. Известная и предлагаемая стали обрабатывались в ковше модифицирующей смесью (МС) (ТУ-48-0507-15-82), содержащей 20%
МС вводили в количестве 80-500 грамм на 1 тонну литья.

Для исследований заливали трефовидные пробы по ГОСТ 977-75, которые после разрезки на бруски подвергали норматизации при 920oC (2 часа), закалке от 900oC (2 часа) в воду и отпуску при 220oC (2 часа). Относительная износостойкость известной и предлагаемой стали оценивались коэффициентом

где
P известная 60oC потеря веса при температуре 60oC,
P предлагаемая 60oC потеря веса предлагаемой стали при температуре 60oC.

Результаты испытания занесены в табл. 1-2.

Из табл. 2 видно, что наибольшая износостойкость у сплава N 6, а наименьшая износостойкость у известной стали N 1. Надежность эксплуатации деталей, отлитых из предлагаемой стали, значительно выше, чем из известной стали.

Источники информации
1. Авторское свидетельство "Сталь" N 1654371. Л.П.Житова, И.И.Яковлев и др. БИ N 21, 1991 г.

2. И. И. Яковлев. Физико-механические основы создания хладостойких конструкционных материалов на основе железа с заданным комплексом свойств. Якутск, 1994 г. 195 с.

3. С. И.Дорофеев, П.Г.Карачабн, В.П.Ларионов, В.И.Яковлев, П.Г.Яковлев, Ю. Д. Новомейский. Получение карбидов с заданными свойствами основной фактор повышения прочности и износостойкости сплава. Якутск, 1988 г. 26 с.


Формула изобретения

Износостойкая хладостойкая сталь, содержащая углерод, кремний, хром, марганец, никель, молибден, медь, окисел ниобия, окисел циркония, окисел титана, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 1,0 1,5
Хром 3,5 5,0
Никель 0,4 2,0
Титан 0,1 0,3
Окисел ниобия 0,01 0,5
Окисел титана 0,005 0,01
Кремний 2,5 3,5
Марганец 2,0 4,0
Молибден 0,1 0,3
Медь 0,5 1,0
Окисел циркония 0,005 0,01
Железо Остальноер

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к составам коррозионностойкой стали, используемой для изготовления корпусов погруженных МГД насосов для перекачки алюмоцинкового расплава

Изобретение относится к аустенитной стали для оболочек ТВЭЛов реакторов на быстрых нейтронах и направлено на повышение сопротивляемости распуханию в оболочках ТВЭЛов при выгораниях выше 10,0-12,0% при сохранении на высоком уровне технологичности, фазовой и структурной стабильности и других характеристик

Изобретение относится к металлургии легированных сталей и сплавов и предназначено для использования в энергетическом и химическом машиностроении при производстве сварного теплообменного оборудования, сосудов и трубопроводов высокого давления

Изобретение относится к составу стали для сварочной проволоки, используемой при дуговой автоматической сварке под флюсом

Изобретение относится к составу стали для сварочной проволоки для дуговой автоматической сварки под флюсом

Сталь // 2061783
Изобретение относится к металлургии, в частности к составу стали, и может быть использовано в машиностроении и приборостроении для изготовления деталей, работающих в условиях трения скольжения (подшипники скольжения, втулки, направляющие и др.)

Сталь // 2048590

Сталь // 2048589
Изобретение относится к металлургии, в частности к литым жаростойким, жаропрочным сталям, применяемым для изготовления элементов печного оборудования (валки, ролики), работающего в области температур 700-1100оС в среде печных газов

Сталь // 2044798
Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к конструкционным сталям, используемым для изготовления сварных металлоконструкций морских стационарных платформ и плавучих буровых установок

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам сталей, применяемых для изготовления изделий, работающих в условиях низких температур, например транспортных деталей, труб и т.п

Изобретение относится к аустенитной нержавеющей стали, содержащей включения выбранного состава, полученные произвольно, состав в зависимости от общего состава стали выбирают таким, чтобы физические свойства этих включений благоприятствовали их горячей трансформации стали

Изобретение относится к области металлургии, в частности к жаропрочным сталям, и может быть использовано при производстве центробежных труб, предназначенных для изготовления змеевиков трубчатых печей, роликов и других деталей, работающих в агрессивных средах при высоких температурах и давлениях
Изобретение относится к металлургии стали, в частности к производству полосовой заготовки для профилирования

Изобретение относится к области металлургии, в частности к коррозионно-стойким нержавеющим сталям, предназначенным для медицинских целей, изготовления фармацевтического оборудования, инструмента, используемого в пищевой промышленности, контактирующего непосредственно с продуктами питания, и столовых приборов

Изобретение относится к металлургической промышленности и касается состава жаропрочной стали, используемой для производства жаропрочных специальных литых и деформируемых изделий и арматуры, работающих в условиях стационарного и переменного температурно-силового воздействия, а также длительного абразивного изнашивания при высоких температурах

Изобретение относится к металлургии

Изобретение относится к черной металлургии в частности к составу жаростойкой аустенитной стали для изготовления деталей, работающих в условиях высоких температур, теплосмен и агрессивных сред, например для изготовления цепей вращающихся печей для обжига клинкера в цементной промышленности

Изобретение относится к металлургии, а именно к сталям, используемым в машиностроении для изготовления конструкций, подвергающихся ударно-абразивному износу и работающих при температуре ниже 40oС

Изобретение относится к металлургии, в частности к жаропрочному сплаву, который может быть использован для изготовления реакционных труб установок производства этилена, водорода, аммиака, сероуглерода, метанола и др

Изобретение относится к металлургии деформируемых высокопрочных коррозионно-стойких сталей, используемых в судостроении, гидротурбостроении, в частности при производстве деталей судовых гребных винтов и рабочих колес гидротурбин, работающих в коррозионной среде под действием значительных статических и циклических нагрузок
Наверх