Сталь

 

O A И С А H H E iö827584

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.12.78 (21) 2696837/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М. Кл.

С 22С 38/38

Государственный комитет (53) УДК 669.14.018. .4-194 (088.8) но делам изооретений и открытий

Е. P Беляев, Ф. С. Раковский, Э. Л. Воробьева, Т. И. Шишкова и В. П. Овчинников

Уральский научно-исследовательский институт черных металлов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СТАЛ Ь

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Титан

Сера

Фосфор

Железо

0,8 — 1,2

0,8 — 1,2

0,5 — 1,0

21,0 — 25,0

0,1 — 0,2

До 004

До 004

Остальное (11

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве отливок металлургического и горного оборудования, работающих в условиях термоциклирования и повышенного износа.

Известна сталь, содержащая, вес.

Известная сталь имеет недостаточно высокую износостойкость, трещиноустойчивость, термостойкость и жидкотекучесть, что ухудшает ее технологичность при отливке деталей и ограничивает тем самым применение.

Целью изобретения является повышение прочности, износостойкости, термостойкости и жидкотекучести стали.

Эта цель достигается тем, что предлагаемая сталь дополнительно содержит ванадий и алюминий при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Углерод 0,8 — 1,5

Кремний 0,8 — 1,5

Марганец 8,0 — 13,5

Хром 10,0 — 17,0

Титан 0,01 — 0,2

Ванадий 0,01 — 0,5

Фосфор 0,1 — 0,8

Алюминий 0,05 — 1,2

Железо Остальное

1О Наличие в стали указанных пределов содержания марганца предопределяет получение в литом состоянии аустенитной основы стали, обладающей высокой износостойкостью. Необходимость соблюдения условия

15 Mn +-- Cr (25% продиктована тем, что указанная сталь должна сохранить высокую износостойкость и прочность вплоть до

1200 С.

Карбиды хрома, образующиеся при 10—

20 17% Cr, придают стали повышенную прочность и твердость, а так как они обладают большой устойчивостью против коагуляции, то сталь сохраняет высокую прочность и твердость вплоть до высоких температур.

25 Фосфор в состав стали введен как легирующий элемент, который способен увеличить характеристики сопротивления деформированию, износостойкости и одновременно повысить коррозионную стойкость. Од30 како при рекомендуемом содержании фос8276М

ы х

C0 O yc о и v

=o>

C0 V c

cov

D,х О ойх и о сч о ооо х о

С0

1 о

М эр

О С0

cQv>

<- 0 иЪ 00

СЛ CD cD

0» 00 00

О

2 х

3 и х

О

1»

„ u

cD o

О и й ОО

О О> cg,» СO

0 OO&. И х х х х .

ООО.=у

Х - и(Х Хс л СВ Р4 т3 CO с1

00 Ch

1л о Ф сл л

cO — О

О CD CD с1 С 1 сс> 1.л с а о с с

Cl

Л

-3

0 0

С»

Х cc о о о о

00 Лс

00 0

Ob СЧ 3Г

СЧ 00 С Э ооо ооо ос иэ

С0 с о о о

00 о о

С 4 0«00 cD о — о о сч

Lo с о о о а

О CD СЧ о о о

О и0 о о и о

t х

О

Я

О ф с

00 о л о сч о о и0

С 4 о о о о сч о о о о сч о— и»

С 4 СЧ СЧ

CD 0O о с о о иЭ

COO C о-о и3

0О СЧ (о х

С0 й( о о

О. и0

0О СО (3

0 CD СЧ о о

CO Л о

00 OQ О о

0 0

00 СЧО о- 1 л

СС> о

СЧ

0O O о и й

О О х а

О ф х и о си

Оъ

О О О х и й и о а а а х и

О О О х х х х

М o Q)

О а х и v и о си

О cD

5 Р

2 2 Ъ а ф. х

О О

О Х О

vC0 v доpq й

Я

Р"э

О, а ъ

0 .О 0 (» E" х

О О О

X И Й

О Q) О

Ж и й о

ОО

Р Q) Р. х

К а

О О ф с0 О щ 8 о

Я аО х х

С М

О

О Х

О О од и х

О О О

v v v

lZI C0 CCI

1 о и

Ой и с0

5

Зо

55 фора в стали возможно образование фосфидной эвтектики, что может понизить пластичность и вязкость сплава. При этом хрупкость сплава предопределяется не столько самой фосфидной эвтектикой, сколько свойствами небольшого пограничного слоя вокруг нее, в котором фосфор находится в твердом растворе. В этой связи необходимо комплексное легирование стали, в частности применение алюминия.

Алюминий, способствуя равномерному распределению фосфора в литой структуре сплава, положительно влияет на вязкость и пластичность отливок.

Отличительной особенностью микрораспределения фосфора в сплавах с алюминием является малый размер переходного слоя вблизи фосфидной эвтектики, насыщенного этой примесью.

Благоприятное действие алюминия не исчерпывается лишь его влиянием на размеры пограничного с фосфидной эвтектикой слоя.

В твердом растворе возникают устойчивые связи Al — P, появление которых нейтрализует экранирующее влияние фосфора на процессы взаимодействия атомов основного компонента.

Увеличение содержания фосфора выше

0,8 способствует появлению сплошной сетки хрупкой фосфидной эвтектики, что определяет низкие прочностные свойства стали, делающие ее непригодной для использования.

Увеличение содержания алюминия выше указанных пределов при предлагаемом сочетании элементов не приводит к значительному повышению свойств.

В сплавах, предназначенных для работы при высоких температурах, необходимо при упрочнении стремиться к обеспечению максимально возможной стабильной структуры, упрочняющие фазы должны обладать большой стойкостью против коагуляции, определяющей разупрочнение сплава при рабочей температуре. Выделение дисперсных карбидов титана и ванадия при повторных нагревах приводит к дисперсионному твердению, этим достигается повышение прочности хромомарганцовистой стали, что доказывает полезность наличия в ней ванадия и титана. Сравнительные испытания предлагаемой и известной сталей даны в табл.

Применение предлагаемой стали для колосников позволяет по предварительным данным снизить их расход на 20% по сравнению с известной сталью.

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, титан, фосфор и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности, износостойкости, тер0,8 — 1,5

0,8 — 1,5

8,0 — 13,5

10,0 — 17,0

0,01 — 0,2

Мостойкости в жидкотекучестй, она дополнительно содержит ванадий и алюминий при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Титан

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 378501, кл. С 22С 38/28, 1973.

Ванадий

Фосфор железо

0,01 — 0,5

0,1 — 0,8

Остальное

Составитель Л. Суязова

Редактор И. Гохфельд Техред И. Заболотнова Корректоры В Нам и 3. Тарасова

Заказ 1016(7 Изд. № 366 Тираж 694 Подписное

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

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

Типография, пр. Сапунова, 2