Конструкционная легированная сталь

 

Изобретение относится к металлургии, в частности, к составу стали, применяемому при изготовлении ответственных азотируемых деталей, используемых в машиностроении. Конструкционная легированная сталь, включающая углерод, кремний, марганец, хром, медь, ванадий и железо, содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас. %: углерод 0,55-0,63; кремний 0,80-1,10; марганец 0,40-0,70; хром 1,60-1,90; медь 0,40- 0,60; ванадий 0,15-0,30; железо - остальное. 3 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности, к составам сталей, применяемым при изготовлении ответственных азотируемых деталей, используемых в машиностроении.

Известна сталь, содержащая, мас.

Углерод 0,27 0,34 Кремний 0,17 0,37 Марганец 0,30 0,60 Хром 2,30 2,70 Молибден 0,20 0,30 Ванадий 0,06 0,12 Железо Остальное (см. Сталь марки 30х3МФ, ГОСТ 4543 71. Сталь легирования, конструкционная, марки и технические требования).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является конструкционная легированная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, медь в качестве элемента, способствующего интенсификации процесса азотирования, ванадий и железо при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,35 0,45 Кремний 0,8 1,5 Марганец 0,5 0,8
Хром 1,5 2,2
Медь 0,4 0,8
Ванадий 0,10 0,35
Железо Остальное
при условии, что отношение содержания кремния к содержанию меди составляет 1,5 2,5.

Недостатком указанной конструкционной легированной стали является то, что она обладает относительно низкой прочностью и твердостью при удовлетворительной пластичности по всему сечению изделия, изготовленного из этой стали как после традиционных методов упрочнения (закалка, отпуск), так и после низкотемпературного азотирования (химико-термическая обработка), а также возникает опасность появления склонности к отпускной хрупкости, характерной для применяемых в настоящее время азотируемых сталей.

В основу настоящего изобретения поставлена задача обеспечения высоких физико-механических свойств стали с сочетанием высокой пластичности по всему сечению изделия, изготовленного из нее как после традиционных методов упрочнения (закалка, отпуск), так и после низкотемпературного азотирования (химико-термической обработки) при температурах 470 520 oC с минимальной склонностью к отпускной хрупкости.

Сущность изобретения состоит в томи, что конструкционная легированная сталь, включающая углерод, кремний, марганец, хром, медь, ванадий и железо, содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.

Углерод 0,55 0,63
Кремний 0,80 1,10
Марганец 0,40 0,70
Хром 1,60 1,90
Медь 0,40 0,60
Ванадий 0,15 0,30
Железо Остальное
Данная совокупность существенных признаков направлена на достижение технического результата и находится в причинно-следственной связи с ним, так как позволяет: обеспечить высокие прочностные и твердостные свойства стали с высокой пластичностью по всему сечению изделия, изготовленного из нее, за счет указанного химического состава стали; обеспечить минимальную склонность к отпускной хрупкости, характерной для применяемых в настоящее время азотируемых сталей, в основном за счет введения в ее состав большого количества углерода и соблюдения отношения кремния к меди в диапазоне 1,35 2,0.

Кроме того, изобретение является промышленно применимым, так как может быть использовано во многих отраслях промышленности для изготовления ответственных деталей и узлов, используемых в машиностроении.

Таким образом, можно сделать вывод, что заявленное техническое решение соответствует условиям патентоспособности изобретения.

Для изготовления опытной партии конструкционной стали используют индукционную печь. Из опытной партии стали изготавливают заготовки, которые затем подвергают закалке при температуре от 860 oC с выдержкой 20 мин в масле и отпуску при температурах 180 oC, 500 oC и 650 oC с выдержкой в течение 3 ч и охлаждение на воздухе.

Определяют стандартные механические свойства: временное сопротивление разрыву (предел прочности) в предел текучести т относительное удлинение относительное сущение c ударную вязкость KCV+20 и твердость по Бринелю поверхностного слоя. После термоулучшения и азотирования при температуре 500 oC в течение 48 ч определяют эксплуатационные свойства: поверхностную твердость, износостойкость, предел усталостной прочности, предел контактной выносливости, а также толщину азотируемого слоя.

В табл. 1 приведены составы сталей, в табл. 2 эксплуатационные свойства сталей, а в табл. 3 механические свойства сталей.

Применение предлагаемой конструкционной стали позволит обеспечить высокие физико-механические свойства стали с сочетанием высокой пластичности по всему сечению изделия, изготовленного из нее, как после традиционных методов упрочнения (закалка, отпуск), так и после низкотемпературного азотирования с минимальной склонностью к отпускной хрупкости.


Формула изобретения

Конструкционная легированная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, медь, ванадий и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.

Углерод 0,55 0,63
Кремний 0,8 1,1
Марганец 0,4 0,7
Хром 1,6 1,9
Медь 0,4 0,6
Ванадий 0,15 0,3
Железо Остальноес

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, в частности, к составу конструкционной легированной стали, применяемой при изготовлении ответственных азотируемых деталей, используемых в машиностроении

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу коррозионно-стойкой стали, применяемой при изготовлении ответственных деталей, используемых в машиностроении и работающих в агрессивных средах

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу стали, применяемых при изготовлении ответственных азотируемых деталей, используемых в машиностроении

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к сплавам с аморфной структурой, используемых в качестве магнитно-мягких материалов, идущих на изготовление дросселей насыщения и элементов индуктивности радиоустройств

Сталь // 2068457
Изобретение относится к области металлургии, а именно инструментальной стали, преимущественно для производства дисковых пил холодной резки металлопроката

Изобретение относится к металлургии, в частности к легированной стали, и может быть использовано в общем и торговом машиностроении при производстве современного технологического оборудования для пищевых и перерабатывающих отраслей агропромышленного комплекса

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к ферросплавам для обработки стали, предназначенным для изготовления ответственных деталей машиностроения, например бурового инструмента, коленчатых валов двигателей и механизмов, шатунов, крепежных изделий: болтов, гаек, шпилек

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к области создания сталей для изготовления рессор и пружин и других упругих элементов

Изобретение относится к черной металлургии , в частности к инструментальной стали для изготовления игольной проволоки, и может быть использовано при производстве холоднотянутой ленты, серебрянки и других мелких изделий

Сплав // 1763507
Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам для изготовления износостойких деталей

Изобретение относится к металлургии, в частности к инструментальному сплаву для изготовления литого режущего инструмента

Сталь // 2109838
Изобретение относится к металлургии, а именно к сталям, работающим в условиях моющих и стериализующих сред

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении деталей подшипников, которые работают при воздействии агрессивных сред

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении деталей подшипников качения, работающих в условиях контактных нагрузок и повышенных температур
Изобретение относится к изготовлению деталей из пластмассы с использованием формы, внутренняя поверхность которой полностью или частично выполнена из стали

Изобретение относится к конструкционным легированным сталям для изготовления деталей машин и механизмов и может быть использовано в машиностроении транспортном, автотракторном, дорожных машин и других его областях, а также в оборонной технике для изготовления боеприпасов

Сталь // 2224042
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к изысканию высокопрочных сталей для болтов крепления рельсов

Сталь // 2232201
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к изысканию состава стали, используемой при изготовлении ножей, предназначенных для резки металлолома
Изобретение относится к сварке и касается состава сварочной проволоки для сварки и наплавки изделий из высокоуглеродистых сталей, работающих при больших знакопеременных нагрузках, и может быть использовано, преимущественно, при восстановлении узлов и деталей железнодорожного подвижного состава

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали для железнодорожных рельсов
Наверх