Сталь

 

Союз Советск их

Социалистмческин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«» 753925 (6() Дополнительное к нвт. свид-ву (22) Запвлено 10.02. 78 (2 t )2580994/2 2-02 (5I)M. Кл.

С 22 С 38/46 с присоединением заявки М

Гасударстаеннь1й комнтет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 07,08,80, Бюллетень .% 29 (54) УДК 669.15 74 782 26 292 24

891 855-194 (088. 8) по делам нзобретеннй н отнрытнй

Дата опубликования описания 11.08.80 (72) Авторы изобретения

В, Л. Шагалов, А. А. Филиппенков, В, И. Повгопол, Ю. П. Белый, Ф, С. Раковский, К, Г. Куртуков, А, Г, Корон, А. Я. Шатов, В. Т. Максименко, О, И. Литвинов и А. Е, Кривохата (71) Заявители Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и Воронежский экскаваторный завод им. Коминтерна (54) СТАЛ6

Изобретение относится к машиностроению и металлургии и может быть приме тено для производства литых деталей с целью увеличения механических характеристик,повышения надежности и долговечности машин и механизмов, Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь, содержащая, вес.%:

Углерод 0,23-0,34

Кремний 0,2-0,6

Марганец 0,6-1,6

Хром 0,3 5-0,45

Ванадий 0,05-0, 20

Алюминий 0,01-0,05

Никель О, 15-0,45

Кальций 0,001-0,06

Железо Остальное (1)

Эта сталь имеет довольно высокие прочностные, пластические и вязкие характеристики. B то же время, как показала практика производства и эксплуатации литых деталей, изготовленных из этой стали, она имеет недостаточную трещиноустойчивость при литье сложных и нетехнологических фасонных отливок, требует более вь;сокого уровня физико-механических свойств. Кроме того, эта сталь чувствительна к глубине надреза (концентраторам напряжений), что приводит к быстрому выходу деталей из строя в процессе их эксплуатации.

11ель изббретения — повышение трещиноустойчивости и снижение чувствительнос ти к надрезу стали.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, хром, ванадий, никель, кальций и железо, дополнительно содержит редкоземельные металлы, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0,20 — 0,32

Марганец 0,4 — 1,4

Кремний 0,2 — 0,6

Хром О, 06 — 0,50

Ванадий 0,04 О, 17

Никель 0,04 0,40

Кальций О, 005 — О, 04

753928

Редкоземельные металлы 0,02 — 0,2

Железо, Остальное.

Химический состав и результаты испытаний трещиноустойчивости и механических свойств стали представлены в табл. 1-6.

Введение в сталь редкоземельных,ме таллов повышает трещиноустойчивость стали, особенно устойчивость стали против образования горячих трещин в g обл а с тTи, 10

Редкоземельные металлы в количестве

0,02-0,2% способствуют образованию тугоплавких неметаллических включений, всплывающие в шлак в процессе плавки, что обеспечивает получение чистого по 15 включениям и примесям металла. Кроме того, за счет более равномерного распределения по сечению зерна имеющихся в готовой стали оксидных, карбидных, нитридных. фаз и примесей, получаемых более глобулярными по форме, редкоземельные металлы, наряду с высокой трещиноустойчивостью обеспечивают высокие значения ударной вяэкос1и при различной глубине надреза. Все это дает возможность использовать предлагаемую сталь для изготовления сложных по конфигурации литых деталей, делает устойчивой против разрушения в процессе формирования отливки в форме и при наличии различных дефектов (усадочных и газовых

pBKOBHH, HOpBCTOCTH, з&соров И lip,) °

Внедрение предлагаемой стали позволит повысить долговечность литых деталей и получить значительный экономический эффект.

5 (О с4 о о

Dl о о

СЧ о о (Q (Ч о о

Я (4 о о

С1) о о Л а

%6 ж а

Я о о (0

Я о о а Л

$ m u

»!! Н о а

И

1 Я Ф

1,а а

1 Ж оД а щ

1 !

1 о

Ф 1 о

М ф д К х

5 о

Е

5 о

И

И

1 а.

1 6

I о

t с7 о о 1 о

I I

1.

1, . o о

Я о

LQ 1 о о

fQ о

Ц

<6

f» о (Ц

И а

t

СЧ о

h! о"

t»

С4 о

0) (4 о о

I с4

Г 1

1 ! Г Ч

à — 4! о

D

1 ! O

I СО о o o

o о

1, o

Щ о

753925

1 1

И

3 о о о

М

Р о

I ц

Б !

В ) Я а

I с (D (О " о" - (Ч

1 I а

© П

g Ф в а о

Е» (oU о р ср 0) Н ) (сч см ( и о ф

2 о

X Е:

Q. ж х ,"„Й кО

z о Q

5. (D а

И m

Ф (О о 2 к 8 . Ж

2 в ж а а о о

Й и о о f» о

Я о

p o о к O и Q) м а а а

Ф Ф (6

Л йЬ ж

753925 а сЦ

1 б)

<ч Я т"(( сч сО со

m Q n О т-1 (Q Ч Ф о а> с0 ю

l a) сг) сО (D (1-4 СО

nl са с с с) g) l t

l сЧ с ч со

Г- О сч Q л a) ® со т4

"О с,"а

7 53925

Т аблица 4

Прочностные и пластические свойства сравниваемых о сталей после нормализации при 910 С или улучшения (закалка от.900 С и отпуск при 670 С).

Предел прочности, кгсlмм ел текуи, кгс/мм

Известная 1

Предлагаемая 2

29,8

24,9

45,6

62,4

65,2

47,4

28,5

49,1

Таблица 5

Жипкотекучесть и свободная линейная усапка сравниваемых сталей. вобопная инейная а пка,% отекучесть, мм

2,20

539

329

Известная

Предлагаемая

То же

2,20

2,18

2,19

554

337

562

339

542

331

Та блица 6

Прочностные свойства сравниваемых сталей в области температур образования горячих трещин 1разрушение образцов проводили на установке БИТМ со скоростью деформирования 1,5 10 м/с).

Я очностир кгс/мм

Темпер атура о

° испытания, С гаемая, сталь сталь

1420

0,49

0,57

1,9

1320

1,4

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, ванадий, никель, кальций

50 и железо, î т л и ч а ю .щ а я с я тем, что, с целью повышения трещиноустойчивости и снижения чувствительности к надрезу, она дополнительно содержит редкоземельные металлы при следующем соот55 ношении компонентов, вес,%:

Углерод 0,20 — 0,32

Марганец 0,4 — 1,4

Кремний- 0,2 — 0,6

Хром 0,06- 0,5и

Ванадий 0,04 — 0,17

Никель О, 04 — 0,40

Кальций О, 005-0, 04

Редкоземельные металлы 0,02 — 0,20

Железо Остальн ое

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 19 80 179, кл, С 2 2 С 38/46, 1973,