Литейная сталь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик республик (iii990867 (б! ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 05.08.81 (21) 3332 622/22-02 (53)M. Кл. с присоединением заявки №вЂ”

С 22 С 38/54

Гааударетвеклма камктвт

СССР (23) Приоритет— (ЩУДК669.15-194 (088.8.) Опубликовано 23.01.83. Бюллетень ¹ 3

60 делам лэабретенкй и аткрмтнй

Дата опубликования описание 23.01.83 (54) ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к изысканию литейных сталей для отли вок детелей замснарядов, грейферов, черпалок и других видов оборудования.

Известна сталь (1 ), содеражащая, вес. %.

Углерод 0,25-0,35

Марганец 0,40-0,90

Кремний 0,20-0,42

Хром 0,50-0,80

Ванадий 0,04-0,1 5

Кальций О,051-0,08

ТнтBH 0,005-0,0,5

Никель 0,05-0,45

Алюминий 0,02-0;06

Медь 0,05-0,40

Железо Остальное

Наиболее близкой к предлагаемой по, технической сущности и достигаемому результату является сталь (2 1, содержашая, вес.%:

Углерод . 0,12-0,2 5

Марганец 0,40-1,60

Кремний 0,20-0,80

Хром ОД 5-0,80

Ванадий 0,64-0,2

Кальций 0,005-0,015

Титан 0,01-0,05

Никель 0,15-0,50

Ниобий 0,02-0,06

Алюминий 0,01 5-0,08

Медь 0,01-0,50

Берий 0,02-0,10

Железо Остальное

Недостатками известной стали являются относительно низкие коррозионная стойкость в морской воде, износостойкость и ударная .вязкость при низких температурах испытаний, вследствие чего эффективность ее применения для отливок, подверт аклпихся при эксплуатации одновременному воздействию абразивного износа в морской воде и высоким,динамическим нагрузкам при низких температурах.

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости s морской

9908

67 4 лок проводят испытания на гидроабразивный износ.

Механические свойства и срок службы отливок из сталей приведены в табл. 2.

Полученные результаты механических испытаний свидетельствуют о том, что предлагаемая сталь превосходит известную по всему комплексу механических свойств. Так, предел прочности повышается с 84 до 95-102 кг/мм, предел текучести — с 56 до 74-77 кг/мм, относительное удлинение — с 20,2 до

23,1-2 6,5 %, относительное сужение— с 36,8 до 42,7-46,5% и ударная вязкость с 9,2 до 9,8 — 1 1,2 кгм/см о при — 60 С. Следовательно, прочность повышается на 20% и ударная вязкость— на 22%.

Коррозионная стойкость и износостойкость сталей приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, величина изI носа предлагаемой стали заметно ниже известной стали. В частности износ снижается с 154 до 126-108 мг, что составляет повышение износостойкости на

20-30%. Ощчовременно скорость коррозии в морской воде предлагаемой стали снижается с 1,38 до 1.34 г/м .

Я

Более высокий уровень литейных и механических свойств и особенно повышенные коррозионная стойкость и износостойкость предлагаемой стали обеспечивают изготовленным из нее литым черпаком более высокий срок службы.

Например, партия литых черпаков, изготовленных из предлагаемой стали, установленная на черпаках выходит из строя после 12-14 мес, испытаний.

Срок службы литых . черпаков, отлитых из известной стали в аналогичных условиях работы составляет не более 10 мес.

0,26-0,45

0,40-0,90

0,20-0,40

0,50-0,80

0,04-0,1 2

0,005-0,05 .

0,01-0,05

0,05- О, 5

0,01-0,1 2

0,01-0,0 5

0,05-0,40

0,005-0,08

0,005- 0,05

0,005-0,01

Остальное

Химические составы сталей приведены в табл. 1. 30

3 воде, износостойкости, ударной вязкости при низких температурах и как следствие повышение срока службы изготов-, ленных из нее отливок.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, ванадий, кальций, титан, никель, ниобий, алюминий, медь, редкоземельные металлы (РЗМ) и: железо, дополнительно содержит иттрий и Gap при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод

Марганец

Кремний

Хром

Ванадий

Кальций

Титан

Никель

Ниобий

Алюминий

Медь

РЗМ

Иттрий

Бор

Железо

Все выплавленные сталщ подвергают исследованиям нв литейные и механические свойства, износостойкость и коррозионную стойкость в морской воде. Од35 новременно из каждого состава изготавливают партию отливок черпаков.

Для исследований заливают опытные пробы, изготовленные в землю (трефы).

Литейные свойства определяют с помощью пробы Нехендзи-Самарина. Предлагаемая сталь имеет жидкотекучесть

560-570 мм, свободную линейную усадку 2,30-2,29%, а известная сталь— .соответственно 540 мм и 2,32%.

Механические испытания проводят на стандартных образцах на разрыв и ударную вязкость. При атом образцы на ударную вязкость испытывают при отрицатель- ной (-60 С) температуре. Термическая обработка образцов для механических испы50 таний состоит из нормализации при

920 С.

Коррозионную стойкость оценивают на образцах в морской воде и опреде ляют скорость коррозии (в г/м ).

Q. 55

В связи с тем, что предлагаемая литейная сталь предназначена для отливок деталей земснарядов и землечер а-.

Технология выплавки предлагаемой стали не отличается существенно от известной и других углеродистых сталей. Некоторое отличие заключается в том, что выплавленную согласно действующей технологической инструкции сталь модифицируют при выпуске плавильного агрегата комплексной бескремнистой лигатурой, содержащей в своем составе кальций, РЗМ, иттрий, алюминий, титан, ниобий, бор и никель, что не требует дополнительных и технических решений.

Экономический аффект согтавит около 18,5 тыс. руб. и гол з» счет певы5 000887 б шенин срока службы отливок землерой- сти на 50%, корроэионной стойкости в ного оборудования и машин на 20-40%, морской воде, прочности на 20% и ударсвязанное с увеличннием износостойко-. иой вязкости на 22%. (Q о.o. o

0 0

o o

o o

Т»» о

CO

Я с 0 о

0 о о

CO .

0

Щ о

СЧ

0 о

1» о

l о

0 с0

Ч" о Ф о (О (0 о

С о» о

Q AAA»V

° »» о о

t о

0 о

1»

0 о

С 3 о

03

CU о

t о о

0 1 о

1 о

Я

Г

О» о

tQ сО

0 (О (Ч о

Щ о»

fQ

0 о

С 3 о

CU а

1-» о о

fQ

fQ о

0 (0 о

U3

0 (О

Я о о

CD о

»О

0 о о сб

0 о

0

0 о» о»

СЧ о о

Ж

0»

CD о

CU

0 (Ч o 1

Г»

CV

0 о

И

0 о

Т-»

D) о о

Я о

0 (Q

Я

И

0 сО

0 1

Я (О

0 (D с»7 о

fQ о

1»

0 о

СЧ

° »

00 о

Я

0

0 с0 о о Г

0 о

С4

3-»

Ф

С 3

0 1

»О Ф о

Та блица 2

Известная

1 84 56

20,2

36,8 9,2. 2-6;5 46,5 10,6

25,8 45,8 11,2

2 95 74

3 98 74

4 96 75

25,3 44,6 9,9

5 100 76

24,6 44,3 9,8

6 102 77 23,1 42,7 10,5 270 14

Таблица3

Скорос ть коррозии в

1,36 1,34 1,38

118 112 108

0.005-0,08 морс= кой воде, г/м 1,38 1,36 1,35

ВеличиI на износа, мг 154, 126 120

Ф ормул а изобретения

Литейная сталь, содержащая углерод, марганец, кре .;ннй, хром, ванадий, кальций, титан, никель, ниобий, алюминий, медь, редкоземельные металлы и железо, о т л и ч а ю ш. а я с я тем, что, с целью повышения коррозиоиной стойкости в морской воде, изностойкости, ударной вязкости при низких температурах, она дополнительно содержит иттрий и бор при следукяцем соотношении компонентов: вес Л:

Углерод

Маргенец

Кремний

Хром

Ванадий

Кальций

Титas

Никель

Ниобий

Алюминий

Mew.

Редкоземельные металлы

245 10

250 12

255 13

258 14

265 14

0,26-0,45

0,40-0,90

0,20-0,40

0,80-0,80

0,04-0,12

0,005-0,05

0,01-0,05

0,05-0,5

0,01-0,12

0,01-0,05

0,05-0,40

990867

Составитель С. Деркачева

Редактор Н. Рогулич Техред М. Надь Корректор М. Шарохин

Тираж 625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 63/39

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

Иттрий 0,005-0,05

Бор 0,005-0,01

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

12

1. Авторское свидетельство СССР

522260, кл. С 22 С 38/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

5,¹ 761599, кл. С 22 С 38/50, 1980.