Сталь

 

(ii) 819208

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ со1оз Советских

Соииолистических

Ресвублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву-(22) Заявлено 20.11.78 (21) 2685495/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (51) М 1л з

С 22 С 38/24

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 669. 15-194 (088.8) (43) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 07.04.81 (72) Авторы изобретения В. И. Сырейщикова, 3. Л. Колосова, Е. А. Mypasbes, А. А. Дерябин, А. Б. Добужская, Л. Б. Лащенко, Н, А. Фомин, И. Я. Винокуров, A. В. Евдокимов, 1

Н. А. Лошкина, Г. Е. Гейнц, С. М. Арш, 11. И. Бабенко, П. Я. Макаров, А. В. Великанов, 1, E. А. Шур и Л. М, Гержой

Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и Нижне-Тагильский ордена Ленина металлургический комбинат нм, В. И. Ленина (71) Заявители (54) СТАЛ Ь

Государственный комитет (23) П

23 Приоритет—

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству выеокопрочной стали для железнодорожных рельсов.

Известна сталь, содержащая, вес, %:

Углерод 0,62 — 0,72

Марганец 0,80 — 1,3

Кремний 0,6 в 1,0

Хром 0,6 — 1,0

Сера до 0,05

Фосфор до 0,05

Железо Остальное (11

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь, содержащая, вес.

Углерод 0,6-0,8

Марганец 0,8-1,3

Кремний 0,5 — 0,9

Хром 0,5 — 0,9

Ванадий 0,06 — 0,2

Алюминий 0,03 — 0,05

Церий 0,06 — 0,2

Азот 0,009 — 0,02

Железо Остальное (2).

Недостатком этой стали является наличие в рельсах строчечных оксидных включений длиной 16 мм и более, которые, являясь сильными концентраторами напряжений, приводят к развитию контактноусталостных разрушений и преждевременному снятию рельсов с пути.

Цель изобретения — снижение загрязненности стали строчечнымн неметаллп к". скими включениями и повышение контактной выносливости и длительной прочно5 сти.

Цель достигается -тем, что предлагаемая сталь дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, вес.

10 Углерод . 0,62- — 0,84

Марганец 0,8 в 1,3

Кремний 0,2 — 1,0

Хром 0,6 — 1,5

Алюминий 0,02 — 0,05

15 В анадий 0,03 — 0,12

Кальций 0,001 — 0,05

Железо Остальное

В качестве примесей сталь может содержать серу и фосфор не более 0,035

20 каждого.

Сталь выплавляли в электропечи емкостью 7 т, отливали слиток весом 5,5 т, который прокатывали на полнопрофильный рельс Р65. Химический состав и механиче25 ские свойства сталей представлены в табл. 1 и 2.

Загрязненность стали строчечными неметаллическими включениями изучали на оптическом микроскопе МИМ-7 при увели30 чении 100.

819208

Таблица 1

Химический состав, 4

С с(п Sl Сг А1 Са V, S Р Се )Ч i e !

$u пп

Предлагаемая

0,04 0,03

0,18

0.018

0,015

0,075

О,с) 7

0,51

1,26

С)стальнос

То >кс

0,001

0,05

0,03

0 12

0,20

1,0

0,6

1,5

0,02

0,05

0,016

0,016

0.020

,020

0,62

0,84

0,80

1.3

Известная

4 f 0.74 I 1,02 / 0,71 f 0,73 I 0,04 f — / 0.10 — (— / 0,2 /0,16 »

Табл гца 2 о

Л д о л о в

Etl

1 о о о с о о о с>

О с>

Коэффпциснт анализатропии, аи попер

CQ

)- o :

v o с о .— о

m» 2 с>

CJ с

С о

О. =

Cg саи прои

Предлагаемая

1,6 4

2,7 6

2,5 4

174,8 86,1

169,7 80,2

174,5 84,7

176 22

152 Я8

188 24

0,68

0,68

0,68

Известная

181 40 — — ) 25

) 55.0 76>,5 0,53

Формула изобретения

Предел прочности и относительное сужение поперечного сечения при растяжении определяли на разрывной 4-х тонной машине ИМ-4Р на образцах типы Гага1зина. Испытания стали на ударную вязкость проводнлиеь на маятниковом копре на стандартных образцах типа Менаже с круглым надрезом.

Склонность стали к контактно-усталостным 1>азрушениям оценивалась по значениям условного предела контактной выносливости. Испытание образцов проводилось на машине УКБ-31 при контактном нагружении без проскальзывания на базе

7Х10т циклов, что соответствует г)сревозке примерно 1 млрд. т груза. Они показали, что предел контактной выносливосзн возрастает е умсньн)енисм длие(ы строчек неметаллических включений и у предлагас мой стали составляет 162,2 — 174,8 кг/мм, предел контактной выносливости известной стали меньше — 155 кг/мм .

Усталостная прочность, опред 1ленная на гладких образцах на машине типа

МУИ-6000 при чистом изгибе с вращением при частоте нагружсния 100 Гц, также повышается с уменьшением длины строчечных неметаллических включений. У предлагаемой стали она составляст 80,2—

85,9 кг/мм, у известной — 68 — 79 кг/мм .

1(роме того, уменьшение длины строчек нсмсталлических включений уменьшает анизотропию свойств: у предлагаемой стаяв попср

„н — 0,64 — 0,71, у известной аи прои

= 053.

> аи прои

Таким образом, уменьшение длины строчечных неметаллических вкл)очений, достигаемое введением кальция, приводит к повышению стойкости против контактно усталостных разрушений, повышению уеталостной прочности, уменьшсни)о анизотропии свойств и, следовательно, к повышению надежности рельсов из предлагаеiIoi стали по сравнению с рельсами из извес) ной стали.

55 Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, алюминий, ванадий и железо, отличающаяся тем, что, с целью снижения загрязненности стали строчсчнымн нсисталлическиии включениями и по60 вышсния контактной выносливости и усталостной прочности, она дополнительно содсрркит кальций при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Углерод

65 Ма1згансц

819208

Составитель С. Деркачева

Техред И. Заболотиова Корректор P. Беркович

Редактор С. Титова

Зак. 3141

Изд. Ко 285 Тираж 694

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Г!одписное

Загорская типография Упрполиграфпздата Мособлисполкома

Кремний

Хром

Алюминий

Ванадий

Кальций

Железо

0,2--1,0

0,6 — 1,5

0,02--0,05

0,03 — 0,12

0,001 — 0,05

Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ма 324292, кл. С 22 С 38/18, 1972.

2, Авторское свидетельство СССР

М 582319, кл. С 22 С 38/24, 1976 (прототип).