Сталь

 

Союз Советских

Социалистических

Республим

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ Св ПИЛЬСТВУ р>834221

® (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 27.0479 (21) 2759162/22-02

1 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.з

С 22 С 38/44

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300581. Бюллетень ЙЯ 20

Дата опубликования описания 300581 (53) УДК 669.15-i94(088.8) >

Завод-ВТУЗ при Карагандинском металлургическом комбинате (71) Заявитель (.54 } СТАЛЬ

Изобретение относится к области металлургии стали и литейного производства, в частности, к изысканию улучшаемых высокопрочных сталей для . отливок, обладающих повышенной пластичностью и ударной вязкостью при комнатной и отрицательных температурах, применяемых для изготовления деталей тракторов, бульдозеров,.экс-. каваторов и других механизмов и ма1О шин, эксплуатируемых в условиях весьма низких температур.

65 сталь 1), содержащая, Известна вес.Ъ:

Углерод

Марганец

Кремний

Хром

Никель

Молибден

Сера

Фосфор

Медь

Железо

О, 25»0, 35

0,40-0,90

О, 20-0, 40

1, 30-1,60

1, 30-1, 60

0,20-0,30

Не более 0,040

Не более 0,040

Не более 0,30

Остальное

25

Недостатками этой стали являются низкая пластичность и ударная вяз30 кость.

Номинальные значения механических свойств укаэанной стали после закалки и отпуска составляют:

Предел прочности, кг/мм + 80

Предел текучести, кг/ „2

Отноеительное удлинение, Ъ 10

Относительное сужение, Ъ 20

Ударная вязкость, кгм/cM> 4,0

Существенным недостатком указанной стали является низкий уровень ее механических свойств — прочности, пластичности и ударной вязкости.

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

Углерод 0,05-0,4

Кремний 0,05-1,5

Марганец 0,2-3, О

Хром 0-2,0

Молибден 0 5-5,0

Никель 0,5-8, О

Алюминий О, 05-3, О

Железо Остальное

834221 полнительно редкие и редкоземельные металлы.

Микролегирование стали 0,03-0,07% алюминия оказывает положительное влияние на ее микроструктуру, существенно уменьшая размер действительного зерна и способствуя получению благоприятной формы охсидных, сульфидных и оксисульфидных включений.

Решающее значение при этом имеет ограничение допустимых содержащий серы в металле в пределах 0,005-0,010%, позволяющее без особого ущерба для показателей пластичности, ударной вязкости и хладостойкости допустить содержание фосфора в улучшаемой ста15 ли в несколько раз большее, чем серы: в 3-6 раэ для отливок, работающих при температурах до минус 40 С и в 2 раза (не более) для отливок работающих при более низких темпера20 турах (минус 60 - минус 80 C). Такое допущение имеет большое практическое значение, так как позволяет для ряда отливок вести плавку беэ дополнительных затрат на удаление фосфора иэ расплава.

Таблица 1

Марга- Хром Никель Молиб- Алюми- Сера Фосфор нец ден ний

Кремний

Углерод

Известная

0,96

0,04 0,028

0,39

0,89 1,57 0,57

0,33

0,056

Предлагаемая

0,35 0,22

0,39 0,28

0,44 0,39

0,44 0,40

0,46

0,61 1,27 0,21

0,75 1 53 0 25

0,030,," 0,006. 0,005

0,056 0,008 0,007

0,73

0,86 0,88 1,65 0,28

0,070

0,010 0,010

0,070

0,86

0,84 1,65 0,23

0,010 0,029

Разливку плавок осуществляют фракционным способом, присаживая в печь различные количества электродного боя, легирующих сернистого, или фосфористого железа и микролегнруя сталь алюминием в 20-кг разливочном ковше. От каждой фракции отбирают литые образцы, которые после термической и механической обработки подвергают испытаниям.

Стали термообрабатывают по режиму: нормализация при 880 C + высокий отЦель изобретения — повышение пластичности, ударной вязкости и хладостойкости литой стали.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, молибден, никель, алюминий и железо, содержит компоненты при следующем соотношении, вес.а:

Углеолд 0,35-0,45

Марганец 0,40-0,90

Кремний 0,20-0,40

Хром Оу60-0 90

Молибден 0,20-0р 30

Никель 1,25-.1,65

Алюминий 0,03-0,07

Железо Остальное

В качестве примесей сталь может содержать серу 0,005-0,010% и фосфор 0,005-0,030%.

Сталь вместо молибдена может содержать вольфрам 0,50-0,75 вес.%, при этом сохраняются все свойства предлагаемой стали.

Существенным отличием предлагаемой стали является более низкое, по сравнению с обычно допустимым для литых сталей, содержащие серн в ней, позволяющее при отношении концентраций фосфора к сере в пределах

0,5-6,0 обеспечивать высокий уровень всех показателей механических свойств и хладостойкости, микролегируя сталь только алюминием, не присаживая доМеталл выплавляют в 60 кг индук: ционной печи с основной футеровкой.

В табл. 1 приведен химический состав сталей, выплавления с использованием чистой по сере и фосфору шихТНа

55 пуск при 650 С + закалка в масле с

880 C + отпуск при 540-580 С. Испытания на разрыв проводят на машине марки ИРМ-50, испытания на удар — на маятниковом копре МК-ЗОА. Охлаждают образцы в специальном термостате с

gQ использованием в качестве охлаждающей жидкости смеси жидкого азота с этиловым спиртом.

Механические свойства сталей при65 ведены в табл. 2.

834221

Таблица. 2

Ударная вязкость, кгм/см при температуре испытания, ОС

[phone]

Известная

108,4

99,1

8,7

12,8

2,7 1,7 1,3 1,1

Предлагаемая

108,7 98,2 15,3 46,7 8,0 6,3 5 1 4,2

109,6 99,7 14,8 45,0 7,8 6,0 5,0 . 4,0

113,1 100,3

113,8 100,5

10,1 29,2 6 5 4,2 3,4 2,9

9,8 20,3 .5,9 4,0 2,9 2,1

Как следует иэ представленных данных, предлагаемая сталь имеет более высокую пластичность и ударную вязкость в широком интервале температур, д чем известная.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Отливки из конструкционной легированной стали. Общие требования

ГОСТ 977-75. Сталь марки,ЗОХНМЛ.

2. Заявка ФРГ В 2346979, кл. С 22 С 38/12, 1975.

Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, молибден, никель, алюминий и железо, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения пластичности, ударной вязкости и хладостойкости, она содержит компоненты в следующем соотношении, вес.В:

Составитель С. Деркачева

Техред M . Коштура Корректор М. Демчик

Редактор М. Ткач

Заказ 4013/52 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предел прочности, кг/мм

Предел текучести, кг/мм

Относительное удлинение, ф

Относительное сужение, ф

Углерод

Марганец

Кремний

Хром

Молибден

Никель

Алюминий

Железо

0,35-0,45

0,40-0,90

0,20-0,4 0

0,60-0,90

0,20-0,30

1,25-1,65

0,03-0,07

Остальное