Высокопрочная сталь

 

1 (О П И, "С А ИЗОБРЕТЕНИЯ оса (ii17О

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное и авт. свид-ву (22) Заявлено 15.09.76 (21) 2408901/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.11.79. Бюллетень № 44 (45) Дата опубликования описания 30.11.79 (51) М. Кл."С 22С 38/54

Государственный комитет (53) УДК 669.15 74 782 26 292 891 295 24 71 3 781 28-194 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Н. Ф. Дубров, А. А. Филиппенков, Е. T Долбенко, И. М. Фетисов, Б. Д. Титоров, Л. Ф. Тарасов, П. И. Ямшанов, Б. А. Никулин, В. Л. Шагалов и А. Е. Аксельрод (71) Заявители Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и Уральский дважды ордена Ленина, ордена Октябрьской

Революции, ордена Красного Знамени, ордена Отечественной войны 1 степени, ордена Трудового Красного Знамени и ордена

«Красное Знамя Труда» завод тяжелого машиностроения им. Серго Орджоникидзе (54) ВЫСОКОПРОЧНАЯ СТАЛЬ

0,25 — 0,34

0,92 — 1,50

0,30 — 0,70

0,51 — 0,90

0,05 — 0,15

Изобретение относится к области черной металлургии и машиностроения и может быть использовано в качестве материала для отливок деталей металлургического и горного оборудования широкого назначения.

Известна высокопрочная сталь, содержащая, вес. %:

Углерод 0,25 — 0,35

Марганец 0,40 — 0,90

Кремний 0,20 — 0,42

Хром 0,50 — 0,80

Ванадий 0,04 — 0,15

Кальций 0,051 — 0,080

Титан 0,005 — 0,050

Никель 0,05 — 0,45

Алюминий 0,02 — 0,06

Медь 0,05 — 0,40 железо Остальное (1)

Известная сталь по своим механическим и технологическим свойствам в основном удовлетворяет требованиям, предъявляемым к сталям для целой группы литых деталей вагонов, транспортных машин и ìåханизмов (корпусов поглощающих аппаратов автосцепок, ведущих и направляющих колес гусеничных машин и др.) . .В деталяк металлургического оборудования, особенно тех, которые подвергаются интен5 сивному износу после закалки ТВ4 (зубчатые и крановые колеса, муфты, буксы, шестерни и т. д.) такая сталь имеет недостаточно высокие механические свойства, прокаливаемость, износостойкость, что значи10 тельно ограничивает ее применение.

Цель изобретения — повышение меканичсскпк свойств, прокаливаемостп и износостойкости стали.

Поставленная цель достигается тем, что

15 предлагаемая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, кром, ванадий, кальций, титан, никель, алюминий, медь и железо, дополнительно содержит бор и молибден при следующем соотношении компо20 нентов, вес. %:

Углерод

Марганец

Кремний

XpGM

25 Ванадий

700559

0,001 — 0,05

0,005 — 0,05

0,05 — 0,45

0,02 — 0,06

0,05 — 0,40

Кальций

Титан

Никель

A JI j0 M H H H H

Медь

0,0005 — 0,005

0,03 — 0,3

Остальное и известной стаБор

Молибден железо

Составы предлагаемой

5 лей приведены в табл. 1.

Таблица 1

Компоненты

Сталь

Мо

Mn Sj Сг

С»

Tj Nj

Известная

0,52 0,20 0,61

0,74 0,35 0,54

0,84 0,37 0,68

Остальное

То же

0,32

0,28

0,27

0,08

0,10

0,12

0,07

0,06

0,06

0,05

0,03

0,02

0,032

0,030

0,029

0,030

0,027

0,030

0,40

0,25

0,29

0,030

0,046

0,026

0,18

0,17

0,27

Предлагае мая

0,63 0,12

0,70 0,08

О: 10,э9, О, 0,61 0,06

0,55 0,11

Литейные свойства сравниваемых сталей при температуре заливки проб от 1600 С приведены в табл. 2.

Механические свойства известной и предлагаемой сталей после закалки от 900 С и отпуска прп 650 С, ) ч приведены в табл. 3.

Таблица 2

Свободная линейная усадка, %

Склонность к трещинообразованию, проба Нехендзи-Самарина

Жидкотекучесть, мм

Сталь

Суммарный размер ширины трещин, мм

Проба

НехендзпСамарина

Проба

НехендзиСамарина

Количество трещин, шт.

Спираль

Кери

1,0

462

2,33

Известная

Предлагаемая

330

Нет

Нет

508

2,30

365

Таблица 3

Ударная вязкость при С, кгм/см

Относительное сужение, %

Относительное удлинение, %

Твердость, НВ

Предел текучести, кг/мм

Предел прочности, кг! мм

Сталь

+20

Известная

286

271

260

l,9

21,0

26,3

28,1

61,3

56,8

55,1

13,!

14,9

15,4

79,8

73,9

72,0

2,4

2,6

5 7

4,>

4,8

6,4

5,1

29,4

29,9

31,0

28,3

30,4

84,6

83,9

80,4

85,1

83,1

5,9

4,9

5,2

2

Предлагаемая

5

7

0,31

0,30

0,26

0,31

0,28

0,92

1,12

1,21

1,50

1,42

0,50

0,62

0,62

0,70

0,46

65,0

64,1

60,9

66,6

63,8

0,001

0,02

0,0!

0,03

0,02

0,03

0,025

0,027

0,005

0,032

15,8

16,:>

17,0

15,2

16,6

0,24

0,32

0,33

0,09

0,25

0,034

0,040

0,032

0,040

0,031

0,16

0,2!

0,27

0,25

0,05

0,0005

О, 00 >

0,002

0,005

0,0005

7,1

7,8

8,2

6,4

7,4

0,21

0,09

О, 12

0,04

0,24

0,030

0,029

0,031

0,031

0,027

0,029

0,030

0,028

0,028

0,030

3,!

3,3

3,7

2,8

3,1

302

312

308

700559 где Р, — износ эталона, т;

Рз — »з..ос ооразца, т. э

ЬР

5P() Таблица 4

Относительная износостойкость, 00

Глубина полумартенситной зоны, мм (метод

ДЖОМИНИ) Сталь фрикционный износ абразивный износ

Известная

112

104

100

111

106

100

Предлагаемая

133

126

131

12

16

14

26

138

141

137

25

Составитель С. Деркелева

Редактор А. Соловьева Техред А. Камышникова Корректоры: Т. Добровольская и Е. Осипова

Заказ 2512716 Изд. ЛЪ 619 Тираж 727 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Повышение содержания кремния и мар ганца, а также ми::.ролегпрованн.. боро. .: значительно повышает прокаливаемость стали, что важно при закалке ТВ4 литых деталей.

Введение молибдена в сталь помимо повышения прочности и износостойкости обеспечивает подавление отпускной хрупкости в массивных деталях.

Исследования износостойкости в условиях абразивного износа проводят на машине

Х4-Б, в условиях фрикционного износа на машине МИ. Относительную износостойкость (в) образцов подсчитывают по формуле

Как видно из результатов, предлагаемая сталь имеет более высокие механические свойства, прокаливаемость и износостойкость, чем известная.

Формула изобретения

Высокопрочная сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, ванадий, кальций, титан, никель, алюминий, медь и железо, отличающаяся тем, что, с целью улучшения механических свойств, повышения прокаливаемости и износостойкости, она дополнительно содержит бор и молибден при следующем соотношении компонентов, вес. %.

Углерод 0,25 — 0,34

В качестве эталона за единицу износостойкости принималась известная сталь (состав 3), имеющая минимальную твердость из трех составов известной стали.

Величину износа определяют потерей веса ооразца. Фрпкционные пары выбирают, нс10 ходя нз реальных условий эксплуатации.

Механические свойства исследованных сталей, прокаливаемость и износостойкость представлены в табл. 3» 4.

Прокалпваемость и износостойкость исследованных сталей приведены в табл. 4.

Марганец 0,92 — 1,50

Кремний 0,30 — 0,70

Хром 0,51 — 0,90

Ванадий 0,05 — 0,15

Кальций 0,001 — 0,05

Титан 0,005 — 0,05

Никель 0,05 — 0,45

Алюминий 0,02 — 0,0б

Медь 0,05 — 0,40

Бор 0,0005 — 0,005

Молибден 0,03 — 0,3

Я(елезо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Мя 5222бО, кл. С 22С 38/00, 197б.