CS244160B1 - Ocel na odlitky a velkou pevností a zvýšenou houževnatostí - Google Patents

Abstract

Vysokopevnostní ocel se zvýšenou houževnatostí a odolností proti opotřebení je určena na výrobu strojních dílců zejména součástí vystavených intenzivnímu opotřebení tvrdými částicemi. Ocel obsahuje uhlík od 0,25 do 0,50 fy hmotností, mangan od 1,0 do 1,8 fy hmotnosti, křemík od 0,3 do 1,0 fy hmotnosti, chrom od 0,5 do 1,5 fy hmotnosti, molybden od 0,1 do 0,5 fy hmotnosti, nikl od 0,05 do 1,0 fy hmotnosti a wolfram od 0,05 do 0,5 fy hmotnosti.

Description

Ocel na odlitky a velkou pevností a zvýšenou houževnatostí

Vysokopevnostní ocel se zvýšenou houževnatostí a odolností proti opotřebení je určena na výrobu strojních dílců zejména součástí vystavených intenzivnímu opotřebení tvrdými částicemi. Ocel obsahuje uhlík od 0,25 do 0,50 fy hmotností, mangan od 1,0 do 1,8 fy hmotnosti, křemík od 0,3 do 1,0 fy hmotnosti, chrom od 0,5 do 1,5 fy hmotnosti, molybden od 0,1 do 0,5 fy hmotnosti, nikl od 0,05 do 1,0 fy hmotnosti a wolfram od 0,05 do 0,5 fy hmotnosti.

244 160

- -í 244 160

Vynález se týká oceli na odlitky s velkou pevností, zvýšenou houževnatostí a zvýšenou odolnosti proti opotřebení, určené pro výrobu strojních dílců, zejména součástí vystavených intenzivnímu opotřebení tvrdými částicemi·

V současné době se do praxe zavedly vysokopevnostní oceli na odlitky, které se osvědčily ve výrobě různých typů rypných orgánů na nejrůznější zemní a stavební stroje· Užívané vysokopevnostní oceli mají pevnost v rozmezí od 1000 do 1500 MPa, ale poměrně nízkou vrubovou houževnatost, která se pohybuje od 20 do

J,cm . Tyto oceli mají obvykle obsah prvků v tomto rozmezí: uhlík od 0,2 do 0,55 % hmotností_; . křemík od 0,30 do 0,85 % hmotností , mangan od 1,10 do 1,90 % hmotností y bór od 0,006 do 0,01 % hmotnosti y přičemž mohou dále obsahovat například vanad od 0,2 do 0,4 % hmotností / titan od 0,1 do 0,3 % hmotnosti j hliník od 0,1 do 0,8 % hmotnosti a měď od 0,3 do

0,6% hmotnostv / a to bu5 jednotlivě^nebo v jejich vzájemné kombinaci· Tyto vysokopevnostní oceli mají výrazně vyjádřenou oblast popoůštěoí křehkosti, která je kolem 300 až 400° C, což omezuje jejich použití· Používají se proto ve stavu kaleném a popouštěném do teplot 200° C a ve stavu kaleném a popouštěném nad 500° C. U těchto ocelí jo křivka přechodových teplot posunuta k vyšším teplotám, což do určité míry omezuje jejich použití v zimních podmínkáoh·

Uvedené nevýhody odstraňuje ocel na odlitkys velkou pevnosti a zvýšenou houževnatosti podle vynálezu/) obsahuje uhlík od 0,25 do 0,50 % hmotností , mangan od 1,0 do 1,8 % hmotností křemík od 0,3 do 1,0 % hmotností chrom od 0,5 do 1,5 % hmotností^ molybden od 0,1 do 0,5 % hmotností/ a stopové prvky·

Podstata vynálezu spočívá v tom, že ocel obsahuje nikl v množství od 0,05 do 1,0 % hmotnosti a wolfram od 0,05 do 0,5 %

244 160 hmotností o S výhodou ocel obsahuje hliník od 0,03 % hmotnosti do 0,1 % hmotnosti a titan od 0,01 do 0,15 % hmotností·'

Podle dalšího význaku ocel obsahuje vanad v množství od 0,05 do 0,2 % hmotnosti a/nebo měň od 0,05 do 0,3 % hmotnosti a to bud jednotlivě/nebo v jejich vzájemné kombinaci·

Ocel na odlitky podle vynálezu vykazuje vyšší houževnatost při velké pevnosti než dosud používané oceli na odlitky, docílenou vhodnou kombinací legujících prvků a při nižším obsahu ostatních doprovodných prvků· U oceli je snížen sklon X popouštěoí křehkosti a materiál je méně citlivý k lomům při nižších teplo táoh·

Při použití ooeli podle vynálezu byly zjištěny příznivé strukturní vlastnosti u odlitků proměnné tloušlky až do 60 mm; legura niklu v rozmezí od 0,05 do 1,0 % hmotností . wolframu v rozmezí od 0,05 do 0,5 % hmotností/ popřípadě vanadu v rozmezí od 0,05 do 0,2 % hmotností^ zvyšuje houževnatost a prokaliteinost odlitků·

Ooel s přísadou hliníku od 0,03 do 0,1 % hmotnosti v kombinaoi s 0,01 do 0,15 % hmotností titanu zaručuje kvalitní desoxidaoi a zjemnění zrna· Ve stejném smyslu působí i přísada vanadu· Měň v rézmezi od 0,05 do 0,30 % hmotností přispívá ke zvýšení prokalitelnosti a zejména ke zvýšení odolnosti ooeli proti atmosférické korozi, což se příznivě projevuje u součástí dlouhodobě nasazených v terénních podmínkách, při malé intenzi* tě opotřebení· Ooel podle vynálezu s obsahem uhlíku v rozmezí od 0,35 de 0,5 % hmotnosti . umožňuje dosáhnout pevnosti vyšší než 1700 MPa a může být nasazena do podmínek velmi intenzivní abraze a eroze při nižším rázovém zatížení·

Příklad 1

Ocel na odlitky s velkou pevností a zvýšenou houževnatostí byla použita k výrobě korunek o hmotnosti 10 kg_{ určených pro dělené zuby velkorypadel· Chemické složení odlitků bylo - 0,25 % hmotností uhlíku, 1,47 % hmotnost/ manganu, 0,35 % hmotností křemíku, 0,64 % hmotnosti ohromu, 0,26 % hmotností molybdenu, 0,09 % hmotnosti hliníku, 0,023 % hmotnosti fosforu, 0,024 % hmotností síry, 0,45 % hmotnostíniklu, 0,1 % hmotnosti wolframu a 0,08 % hmotností vanadu.

- 3 244 160

Po zakalení z teploty 880° C vody a po nízkém popuštění měly odlitky pevnost 1500 až 1650 MPa, při vrubové houževnatosti od 30 do 40 J.om ·

Příklad 2

Ocel na odlitky byla použita pro držáky pro korunky velkorypadel. Odlité držáky měly složení 0,32 % hmotnost/ uhlíku, 1,67 % hmotnosti* manganu, 0,88 % hmotnost/ křemíku, 0,93 % hmotností chrómu, 0,49 % hmotností molybdenu, 0,06 % hmotností hliníku, 0,022 % hmotností fosforu, 0,91 % hmotností niklu, 0,25 % hmotností wolframu, 0,03 % hmotnost/ titanu a 0,1 % hmotnosti mědi· Po zakalení a vyšším popuštění měly držáky pevnost v rozmezí od 1250 do 1400 MPa a vru(O bovou houževnatost nad 40 J*cm .

Příklad 3

Ocel na odlitky byla použita na výrobu malých zubů o hmotnosti 1 kg pro meliorační rýhovače· Chemické složeni materiálu bylo - 0,46 % hmotnost/ uhlíku, 1,1 % hmotnost/ manganu, 0,55 % hmotností křemíku, 1,35 % hmotností ohromu, 0,19 % hmotnost/ molybdenu, 0,04 % hmotnost/ hliníku, 0,13 % hmotnost/ titanu, 0,021 % hmotnost/ fosforu, 0,02 % hmotnosti síry, 0,13 % hmotnost/ niklu, 0,44 % hmotnost/ wolframu, 0,25 % hmotnosti. . mědi a 0,17 % hmotnosti vanadu· Ocel měla po zakalení do vody a vysokém popuštění s ochlazením ve vodě pevnost od 1200 do 1400 MPa a vrubovou houževnatost od —2 do 70 J.cm · Při nízkém popuštění měla ocel pevnost do 1800 MPa při vrubové houževnatosti od 20 do 30 J.cm . U oceli se rovněž prokázala při půlroční zkoušce v terénu výrazně větší životnost zubů oproti běžně používaným zubům z vysokopevnostní oceli a jejich vyšší odolnost proti atmosférické korozi.

U ocelí podle příkladů 1 a 3 se projevila při laboratorních zkouškách abraze, větší odolnost proti opotřebeni asi o 10 % oproti běžně používaným vysokopevnostním ocelím.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (3)

1. 244 160

   1· Ocel na odlitky s velkou pevností a zvýšenou houževnatosti obsahujíoí uhlík v množství od 0,25 de 0,50 % hmotností_f mangan od 1,0 do 1,8 % hmotností, křemík od 0,3 do 1,0 % hmotností, chrom od 0,5 do 1,5 % hmotností, molybden) od 0,1 do 0,5 % hmotností a stopové prvkyjvyznačená tím, že obsahuje nikl v množství od 0,05 do 1,0 % hmotností a wolfram od 0,05 do 0,5 % hmotností,
2. 2, Ooel podíle bodu 1,vyznačená tím, že obsahuje hliník od 0,03 do 0,1 % hmotností a titan od 0,01 do 0,1$ % hmotností ,
3. 3· Ooel podle bodů 1 a 2/vyznačená tím, že obsahuje vanad v množství od 0,05 do 0,2 % hmotností a/nebo mČŠ od 0,05 do 0,3 % hmotností _f a to buš jednotlivý nebo v jejioh vzájemné kombinaci·