Сталь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и ц 777078

Сова Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.08.78 (21) 2657003/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (51) М. К .

С 22 С 38/12

Государствеиный комитет (53) УДК 669.15-194 (088.8) по делам иаобретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

Ю. 3. Бабаскин, Е. Г. -Афтандилянц, С. Я. Шипицын и Г. Г. Цайзер

Институт проблем литья АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) СТАЛЬ

Изобретение относится к металлургии и литейному производству. Оно может быть использовано для изготовления деталей машиностроения и вспомогательного оборудования.

Известна сталь,fl), содержащая, вес. %:

Углерод 0,12 — 0,2

Марганец до 1,65

Ванадий 0,05 — 0,2

Азот 0,005 — 0,025

Кремний В сумме

Алюминий не более 0,6

Редкоземельные металлы 0,01 — 0,1

Железо Остальное

Механические свойства стали не удовлетворяют современным требованиям, предьявляемым к деталям машин из низкоуглеродистых конструкционных сталей. Кроме того, несмотря на наличие в составе стали ванадия и азота, повышающих теплостойкость стали за счет стабилизации структуры нитридами ванадия, эта сталь разупрочняется при температурах 500 †5 С, так как матрица стали имеет малую энергию связи атомов в кристаллической решетке.

Это обусловливает существенное развитие диффузионных процессов при повышенных температурах и ограничивает температурную область применения изделий из этой стали.

На иболее близкая к изобретению по технической сущности и достигаемому эффек5 ту сталь (2), содержащая, вес. %:

Углерод 0,13 — 0,20

Марганец 1,25 — 1,60

Кремний 0,2 — 0,50

Ванадий 0,07 — 0,12 то Азот 0,015 — 0,025

Алюминий 0,01 — 0,10

Кальций 0,01 — 0,06

Железо Остальное

Недостатком этой стали являются низкие

15 механические свойства и износостойкость.

Цель изобретения —.повышение механических свойств и износостойкости стали.

Для достижения указанной цели сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, 2о ванадий, азот, кальций и железо, дополнительно включает бор при следующем соотношении компонентов, вес. :

Углерод 0,1 — 0,24

Марганец 0,4 — 1,5

Кремний 0,17 — 0,5

Ванадий 0,02 — 0,2

Азот 0,005 — 0,03

Кальций 0,005 — 0,02

Бор 0,0010 — 0,050 зо Железо Остальное

777078

Таблица 1

Содержание элементов, вес. о, Сталь

Са

Предлагаемая

2

0,005

0,015

0,03

0,4

0,9

1,5

0,02

0,1

0,2

0,005

0,01

0,02

Остальное

0,1

0,17

0,24

0,17

0,35

0,5

0,001

0,02

0,05

Известная

0,09 0,02

0,4

0,04

0,07

0,18

1,4

Таблица 2

Относительное удлинение, о, %

Относительное сужение, Ф %

Предел

Предел

Сталь прочности, b кГ/мм текучести, о„кГ/мм — 60 С

+20 С вЂ” 40 С

Предлагаемая

70,0

71,0

70,5

4,0

7,0

5,0

30,0

33,5

32,1

23,0

24,0

22,0

52,3

55,5

60,2

40,0

42,0

45,5

8,0

11,0

9,8

Известная

39,0

28,3

68,8

20,1

10,9

51,2

Таблица 3

Потеря веса, г

Комер плавки

Предлагаемая:

0,3265

0,2994

0,3654

Известная:

0,8969

При содержании бора в указанных пределах некоторая часть атомов бора заполняет дефекты по границам зерен, уменьшая тем самым неравномерность в распределении углерода, а также разл|ичие в свойствах приграничных и глубинных объемов зерен. Атомы бора, с одной стороРезультаты испытаний на абразивный износ после 1200 м трения приведены в табл. 3.

Образцы подвергали цементации и закалке при температуре 820 С.

Из табл. 2 и 3 видно, что предлагаемая сталь имеет более высокие механические ны, до определенной степени «залечивают» дефекты структуры, с другой стороны— способствуют более равномерному распределению углерода в объеме металла.

5 Химический состав и результаты механических свойств после ковки приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

Ударная вязкость, а„, кГм/см свойства, особенно износостойкость, чем эти показатели известной стали.

10 Более высокие прочностные свойства стали позволяют повысить надежность и долговечность промышленных изделий, а также холодностойкость в 1,5 — 2 раза; заменить изделия из более дорогостоя15 щих легированных сталей; сократить расход металла в конструкциях на 10 — 15% и снизить нх стоимость.

Ожидаемый экономический эффект применения предлагаемой стали составит не

20 менее 260 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, марганец, 25 кремний ванадий, азот, кальций и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения уровня механических свойств и износостойкости, она дополнительно содержит бор при следующем соотношении ком30 понентов, вес. %:

777078

Составитель С. Деркачева

Техред И. Пенчко

Корректоры: P. Беркович и Л. Орлова

Редактор Л. Ушакова

Заказ 2715/8 Изд. Ко 583 Тираж 698 Подписное

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

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Углерод

Марганец

Кремний

Ванадий

Азот

Кальций

Бор

0,1 — 0,24

0,4 — 1,5

0,17 — 0,5

0,02 — 0,2

0,005 — 0,03

0,005 — 0,02

0,001 — 0,05

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии № 1289373, кл. С 7А, 5 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 582318, кл. С 22С 38/12, 1976.