Сталь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советския

Социалистическия

Республик

<11973658 (61) Дополиительмое к авт. саид-ву (22) Заявлено 27.05.81 (21) 3293814/22-02 (gq j Кй 3 с присоединением заявки №(23) Приоритет

С 22 С 38/12

Государственный комитет

СССР но «ел«м изобретений н открытий! $3) УДК 669 . 15"

-194 (088.8) Опубликовано 15.1Ц32, Ьюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 15. 11.82 с ф

Ю.З.Бабаскин, Е.Г.Афтандилянц и Б.Ф.Яковен4со-"."

t (72) Авторы изобретения

Институт проблем литья AH Украинской CCP (71) Заявитель

{54 ) CTAJlb

0,13-0,20

1,25-1,60

0 20-0,50

0,07-0,12

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к литейному производству, в частности для отливок деталей тепловозов и вагонов.

Известна сталь (1 3, содержащая. вес.Ъ:

Углерод 0,25-0,35

Марганец 0,40-0,90

Кремний Ое20 Ое42

Хром 0;50-0,80

Ванадий 0,04-0,15

Кальций 0,051-0,08

Титан 0 005-0 05

Никель 0,05-0,45

Алюминий 0,02-0,06

Медь 0,05-0,40

Железо Остальное

Однако эта сталь имеет низкие значения жидкотекучести и трещиноус. тойчнвости при охлаждении после заливки °

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сталь (2g следующего химического состава, мас.Ъ:

Углерод

Марганец

Кремний

Ванадий

AsoT 0 015-0 025

Алюминий 0,01-0,10

Кальций 0 01-0,06

Железо Остальное

Однако эта сталь имеет низкую жидкотекучесть и трещиноустойчнвость вследствие присутствия большого количества оксндных включений кальция, крупного зерна аустенита и не сбалансированного содержания ванадия и азота, а также ванадия и алюминия, что приводит к большому браку отливок по литейным дефектам н горячим трещинам.

Целью изобретения является повышение жидкотекучести и трещнноустойчивости стали при охлаждении после заливки.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, ванадий, азот, кальций, алюминий и железо, содержит компоненты при следующем соотношении, мас. в: углерод 0,1-0,19

Кремний 0,20-0,42 Марганец 0,35-0, 75

Ванадий 0,04-0,15

Азот 0 ° 008-0,03

30 К ьций

0,001-0,009

973658

Алюминий О, 01-0, 03

Железо Остальное

При этом отношение ванадия к азоту и ванадия к алюминию должно составлять 4:1 — 5:1.

3То позволяет получить ст ь с 5 повышенной жидкотекучестью и трещиноустойчивостью при заливке методом точного литья.

Содержание ванадия и алюминия в стали в отношении 4:1 - 5:1 обусловлено тем, что при таком отношении ванадия и алюминия при охлаждении после затвердевания н стали реализуются термодинамические условия образования дисперсных нитридов ва« надия, а не грубых включений нитриJ

Таблица 1

Плавка

Из нестная

0,1 0 015 0,04 0,06 Остальное

0,15 0,3

1,4

Предлагаемая

0,1 0,20 0,35 0,04 0,008 0,001 0,01 То же

0,15 0,025 0,005 0,02

0,19 0,42 0,75 0,15 0,03 0,009 0,03

I определения механических свойств, Отлитые образцы нормализуют при

920 C ° Данные по химическим свойстgQ вам трещиноустойчивости жидкотекучести приведены в табл.2.

Таблица 2

ТрещиноустойУдарная чивость, вязкость кгс кгс

Механические свойства

Жидкотекучесть, MM

Предел Предел Относипрочнос твкучес- тельное ти ти удлинекгс/мм кгс/мм ние, В

Плавка

Относительное сужение, В

Известная

134

32,5 28,0

58,5

49,0

6,0

Предлагаемая

7,2

28 О

240

49,0

38,5

62 5

63,0

260

8,4

30,0

53,5

39,0

220

28 i 0

58,5 б

7,8

105

40,0

64,5

На технологической пробе,определяют величину трещиноустойчивости.

Жидкотекучесть измеряют методом вакуумного всасывания при разрежении

200 мм рт.ст. Залиты образцы для дов алюминия, которые оказывают отрицательное влияние на трещнноустойчивость стали.

Содержания ванадия и алюминия н отношении меньше, чем 4:1 приводит к образонанию нитридон алюминия. Содержание ванадия и алюминия больше, чем 5:1 приводит к образованию грубых включений .нитридов и карбонитридов ванадия, которые оказывают отрицательное влияние на трещиноустойчивость стали.

В условиях опытного производства ныплавлены предлагаемая и изнестная сталя, химический состав которых представлен в табл.1.

973658

1. Ста;пь, содержащая углерод, к реми ий, марганец, ван адий, аэ от, Составитель С.Деркачева

Редактор И.Митровка Техред М.Коштура Корректор Г. Решетняк

Заказ 8620/31 Тираж 660

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Как видно из табл.2 трещиноустойчивость предлагаемой стали выше, чем у известной в 2,0-2,5 раза, а жидкотекучесть увеличивается в 1,6l,9 раза.

Применение предлагаемой стали позволяет уменьшить брак литья,на 4050% повысить эксплуатационные свойства и рабочий ресурс ходовой части тепловозов и подвижного состава на

10-20%.

Улучшение литейных свойств позволяет сократить брак литья по горячим трещинам и литейным дефектам, в частности по недоливу на 40-50В.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемой стали по предварительным расчетам составляет свыше 100 тыс. руб в год.

Формула изобретения алюминий и железо, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения жндкотекучести и трещиноустойчивости, она содержит компоненты при следукщем соотнсюаенни, мас.Ъ:

Углерод 0,1-0,19

Кремний 0,20-0,42

Марганец 0,35-0,75

Ванадий 0.04-0,15

Азот 0,008-0,03 О К,„,ц„й 0,001-0,009

Алюминий 0,010,03

Железо Остальное

2. Сталь по. п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что отношение ванадия к азоту и алюминию составляет

4гl и 5:1 соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

20 Ю 522260, кл. С 22 С 38/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Э 582318, кл. С 22 С 38/12, 1976.