Сталь
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ i ц 665017
Союз Советских
Социалистических
Республик чл.»
/ ена /ЛБА (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.07.77 (21) 2506054/22-02 (51) М. Кл.
С 22С 38/28 с присоединением заявки Xo—
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.79. Бюллетень М 20 (45) Дата опубликования описания 30.05,79 (53) УДК 669.15 74 782 26 891 295 786-194 (088.8) (72) Авторы изобретения Ф. А. Бекерман, М. С. Соколовский, Е. К. Аверин, В. С. Андрейчиков, А. П, Лубенец, Х. И. Пейрик, Л. Н. Косарев, А. А. Филиппенков, В. Л. Шагалов и Л. П. Житова (71) Заявители Уральский научно-исследовательский институт черных металлов, Бежицкий сталелитейный завод и Всесоюзный научно-исследовательский институт вагоностроения (54) СТАЛЬ
Изобретение относится к машиностроению и металлургии и может быть применено для производства литых деталей.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эф- 5 фекту является сталь следующего химического состава, вес. /о.
Углерод 0,15 — 0,45
Марганец 0,9 в 1,2
Кремний 0,4 — 0,6 10
Хром 0,3 — 0,45
Ванадий 0,06 — 0,15
Железо Остальное (1).
Указанная сталь по своим механическим и служебным свойствам в основном удов- 15 летворяет требованиям, предъявляемым к сталям для литых деталей машин. Однако, как показала практика производства и эксплуатации некоторых деталей вагонов, в современных условиях указанная сталь об- 20 ладает недостаточными ударной вязкостью и пределом усталости, хладостойкостью и высокой чувствительностью к концентраторам напряжений.
Цель изобретения — повышение ударной 25 вязкости, хладостойкости и предела усталости и снижение чувствительности к концентраторам напряжений.
Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром и железо, дополнительно содержит кальций, титан и азот при следующем соотношении компонентов, вес. /о.
Углерод 0,15 — 0,30
Марганец 0,9 — 2,0
Кремний 0,3 — 0,6
Хром 0,05 — 0,45
Кальций 0,001 — 0,025
Титан 0,01 — 0,06
Азот 0,002 — 0,01
Железо Остальное
Введение в сталь вместо ванадия титана совместно с азотом при повышении пределов содержания марганца не занижает прочностных свойств стали, т. е. упрочняющее действие комплекса этих элементов аналогично действию карбидов ванадия несмотря на меньшее, по сравнению с ванадием, содержание титана. Последнее обстоятельство положительно сказывается на технологичности данной стали при изготовлении и термообработке отливок сплошной конфигурации.
Все это достигается при наличии в литой стали весьма малого количества титана— около 0,01 — 0,06 вес. /о. Дальнейшее по665017
Механические свойства сравниваемых сталей после закалки от 950 С и отпуска при 650 С представлены в табл. 2.
Предел усталости сравниваемых сталей после улучшения в зависимости от остроты концентратора напряжений (радиуса «адреза образцов, на базе 107 циклов, гредставлен в табл. 3.
Литейные свойства ср авниваем ых с1.7ieé даны в табл. 4.
Таблица 1
1 и
Мп
Сг
Сталь
I,00
0,14
0,48
0,25
0,48
Известная 1
Предлагаемая 2
0,01
0,015 0,009
1,75
0,25
0,25
0,25
0,22
0,36
0,025
0,01
0,06
1,75
0,22
0,36
0,002
0,001
0,01
1,75
0,36
0,22
Таблица 2
Ударная вязкость, кгм/см при С
Относительное сужение, %
Относительное удлинение, %
Предел текучести, кг/мм
Предел прочности, к г/мм -
Сталь
+20 — 20 — 40
2,0
5,5
34,2
0,5
55,0
15,2
85,9
Известная 1
Предлагаемая 2
10,6
42,0
9,0
7,1
51,6
19,6
82,0
I0,0
6,8
5,1
56,3
19,0
40,0
86,0
9,0
6,2
4,9
33,0
51,1
82,0
15,7
Таблица 3
Сталь
Наименование предлагаемая известная
1,50 0,75 0,40 0,20
Без надреза
Радиус надреза
30,1 23,0 18,2 15,9 19,9
Предел усталости
Таблица 4
Свободная линейная усадка, %
Склонность к трещинообразованию
Жидкотекучесть, мм
Суммарный размер ширины трещин
Сталь
Количество трещин, шт
Проба
НехедзиСамарина
lIpooa
Нехедзи-Самарина
Спираль
Кери
2 42
Нет
362
Нет
Известная
Предлагаемая
516
2,39
Нет
Нет
384 при комнатной и отрицательной температурах. Это гарантирует высокую надежность и долговечность литых деталей в условиях вышение содержания титана с: ышс
0,0б 3ec. % приводит к упрочнению, а следовательно, и к повышсHèþ хрупкости феррит"., обогагценпю ти-,QIIOì границ зсрсп и к появлсн пб"в стр, ктуре стали остроуго.IIп11.Т карбидов титана, а также укрупненных и к тому же неравномерно распределенных нптридов, не улу ппает, а чаще всего снижает пласти гность и ударную вязкость стали.
Химический состав исследованных сталей представлен в табл. 1.
К,ак видно из представленных данных, предлагаемая сталь имеет более высокие значения пластичности и ударной вязкости
Без 1,50 0,75 0,40 0,2 надреза
3,1 25,0 23,7 19,8 17
665017
Составитель С. Деркачева
Редактор И. Грузова
Техред А. Камышникова
Корректор Л. Орлова
Заказ 840/10 Изд. Уо 327 Тираж 726 Подписное
НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5 типография, пр. Сапунова, 2 эксплуатации. Изготовление опытной партии отливок из предлагаемой стали показало хорошую трещиноустройчивость при изготовлении размывочных по конфигурации отливок и хорошую жидкотекучесть.
3а счет повышения технологичности стали, снижения брака по трещинам, а также благодаря улучшению показателей механических свойств: хладостойкости, склонности и чувствительности к концентраторам напряжений, усталостной прочности — экономия в народном хозяйстве от внедрения предлагаемой стали составит не менее
10 руб. на 1 т годного металла в год.
Формула изобретения
Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром и железо, о т л и ч а ю щ а яб ся тем, что, с целью повышения ударной вязкости, хладостойкости и предела усталости и снижения чувствительности к концентраторам напряжений, она дополнительно содержит кальций, титан и азот при следующем соотношении компонентов, вес, %.
Углерод 0,15 — 0,30
Марганец 0,9 — 2,0
Кремний 0,3 — 0,6
10 Хром 0,05 — 0,45
Кальций 0,001 — 0,025
Титан 0,01 — 0,0б
Азот 0,002 — 0,01
Железо Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Мв 357258, кл, С 22С 38/24, 1973.
