Сталь "картэкс 400"

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к сталям, используемым в машиностроении для изготовления конструкций, подвергающихся ударно-абразивному износу и работающих при температуре ниже 40^oС. Техническим результатом изобретения является получение стали с улучшенной хладостойкостью при сохранении высокого уровня твердости. Предложенная сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,14-0,20, марганец 1,3-1,7, кремний 0,20-0,70, хром 0,3-0,8, никель 0,10-0,30, бор 0,0005-0,005, алюминий 0,014-0,042, медь 0,1-0,3, кальций 0,0065-0,075, азот 0,007-0,014, железо - остальное, при этом отношение алюминия к азоту составляет 2-3. Для предложенной стали температура перехода в хрупкое состояние находится ниже минус 40^oС. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к сталям, применяемым в машиностроении для изготовления конструкций, подвергающихся ударно-абразивному износу и работающих при температуре ниже минус 40^oC.

Известна сталь по заявке Японии JP 07188837, A, опубликованной 25.07.95. следующего состава, мас.%: Углерод - 0,08 - 0,25 Кремний - 0,1 - 0,5 Марганец - 0,8 - 1,6 Медь - 0,1 - 0,36 Никель - 0,05 - 0,35 Хром - 0,02 - 0,4 Молибден - 0,02 - 0,3 Алюминий - 0,05 - 0,05 Кальций - 0,0005 - 0,008
Бор - 0,0001 - 0,001
Азот - 0,002 - 0,01
Железо - Остальное
Задача изобретения заключается в улучшении хладостойкости при сохранении аналогичной твердости.

Задача достигается тем, что в стали, содержащей углерод, марганец, кремний, хром, никель, бор, алюминий, медь, кальций, азот и железо, отношение алюминия к азоту составляет 2-3, а перечисленные компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - 0,14 - 0,20
Марганец - 1,3 - 1,7
Кремний - 0,20 - 0,70
Хром - 0,30 - 0,80
Никель - 0,10 - 0,30
Бор - 0,0005 - 0,005
Алюминий - 0,014 - 0,042
Медь - 0,10 - 0,30
Кальций - 0,0065 - 0,075
Азот - 0,007 - 0,014
Минимальное содержание алюминия 0,014% обеспечивает образование в стали дисперсного нитрида алюминия, который приводит измельчению зерна аустенита и понижает критическую температуру хрупкости.

Максимальное - 0,042% - для исключения перенасыщения его в твердом растворе.

Минимальное содержание никеля 0,10% выбрано из условия обеспечения необходимой вязкости материала при низких температурах, а максимальное - 0,30% для исключения охрупчивания при отпуске.

Минимальное содержание кальция 0,0065% выбрано для образования мелких глобулярных неметаллических включений (стойких окислов) с целью повышения пластичности и ударной вязкости, а максимальное - 0,075% с целью исключения образования крупных окислов, которые отрицательно влияют на ударную вязкость.

Минимальное содержание меди 0,10% выбрано для получения необходимого уровня коррозионной стойкости, максимальное - 0,30% - с целью получения необходимой вязкости.

Минимальное содержание азота 0,007% выбрано для образования мелкодисперсных карбидов с целью повышения ударной вязкости.

Максимальное - 0,014% - для исключения склонности к механическому старению.

Отношение алюминия к азоту (Al/N = 0,014/0,007-0,042/0,014 = 2-3 выбрано с целью полного связывания и исключения легирования матрицы алюминием. Уменьшение или увеличение этого соотношения приводит к повышению температуры перехода в хрупкое состояние.

Известные и предлагаемые составы сталей выплавлялись в индукционных печах ИСТ - 16 и разливались в изложницы по 50 кг. Из слитков были получены листы толщиной 20 мм. Листы подвергались закалке и отпуску. Температура перехода в хрупкое состояние по уровню 20 Дж на образцах размером 10х10 мм с острым надрезом (типа Шарпи) приведена в табл.2. Предлагаемый состав стали позволяет получить температуру перехода в хрупкое состояние ниже минус 40^oC (см. таблицу 2). В табл. 1 приведены химические составы предлагаемой и известных сталей.

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, бор, алюминий, медь, кальций, азот и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - 0,14 - 0,20
Марганец - 1,3 - 1,7
Кремний - 0,20 - 0,70
Хром - 0,3 - 0,8
Никель - 0,10 - 0,30
Бор - 0,0005 - 0,005
Алюминий - 0,014 - 0,042
Медь - 0,1 - 0,3
Кальций - 0,0065 - 0,075
Азот - 0,007 - 0,014
Железо - Остальное
при этом отношение алюминия в азоту составляет 2 - 3.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2