CS263621B1

CS263621B1 - Vysokopevnostnlocelolitina pro odlitky určené k chemickotepelnému zpracováni a k zušlechtění

Info

Publication number: CS263621B1
Application number: CS864370A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Ing Kufa; Jana Ing Polachova; Oldrich Ing Cieslar; Jaroslav Ing Varhanicek
Original assignee: Frantisek Ing Kufa; Jana Ing Polachova; Cieslar Oldrich; Jaroslav Ing Varhanicek
Priority date: 1986-06-13
Filing date: 1986-06-13
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS437086A1

Abstract

Řešení se týká vysokopevnostnl ocelolitiny pro odlitky určené k chemickotepelné úpravě povrchu a k zušlechtění na pevnost 900 až 1 300 MPa. Podstata řešení spočívá v tom, že ocelolitina obsahující v hmotnostním množství uhlík 0,12 až 0,25 %, mangan 0,6 až 1,2 %, křemík 0,2 až 0,6 %, chrom 0,3 až 0,8 «, nikl 0,4 až 0,8 %, hliník 0,01 až 0,06 %, fosfor max. 0,04 % a síru max. 0,03 %, dále obsahuje vanad 0,05 až 0,20 0, měd 0,03 až 0,12 % a kobalt 0,01 až 0,10 %, zbytek železo.

Description

Vynález se týká vysokopevnostní ocelolitiny pro odlitky zvlášt vhodné na výrobu součástí ochranných a záběrových řetězů, dopravníků a jiných součástí vzdorujících opotřebení a vzniku únavových defektů a dále se týká způsobu jejího tepelného zpracování.

Pro součásti určené k cementování s vysokou pevností v jádře se používají chrommolybdenové a chrommolybdenniklové ocelolitiny. Vedle toho se používají zejména pro součásti ochranných a záběrových řetězů výkovky z ocelí legovaných chromém a niklem. Při výrobě například článků ochranných řetězů pneumatik těžkých zemních strojů je potřebné volit austenitizačnl teplotu tak, aby bylo dosaženo požadované pevnosti v jádře stejné jako u spojovacích součástí.

Zvýšením austentizační teploty dochází u článků často ke vzniku mikrotrhlin, hlavně na vývalcích výkovků, a tím během exploatace k dalšímu šíření trhlin a zničení článků. Chemické složení součástí z uvedených ocelí a ocelolitin neumožňuje spolehlivé kalení z austenitizačnl teploty do vody právě z důvodů nebezpečí vzniku mikrotrhlin. Mikrotrhliny jsou iniciovány výraznými objemovými změnami v oblasti chemických mikronehomogenit. To dokazuje, že kombinace chemického složení a technologie kaleni do vody není vhodná.

Tyto nevýhody odstraňuje ocel obsahující v hmotnostním množství uhlík 0,12 až 0,25 %, mangan 0,6 až 1,2 %, křemík 0,2 až 0,6 %, chrom 0,3 až 0,8 %, nikl 0,4 až 0,8 %, vanad 0,05 až 0,20 %, hliník 0,01 až 0,06 %, fosfor max. 0,04 % a síru max. 0,03 %, dle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že do ocelolitiny na bázi chrom-nikl se přidává mikrolegující prvek vanad v hmotnostním množství 0,05 až 0,20 %, mě3 0,03 až 0,12 % a kobalt 0,01 až 0,10 t v závislosti na tlouštce stěny odlitku.

Ocelolltina podle vynálezu má příznivé pevnostní charakteristiky při statickém i cyklickém namáhání, vysoké hodnoty vrubové houževnatosti i při snížených teplotách. Ocelolitina má i optimální charakteristiku izotermického a anizotermického rozpadu austenitu a při běžném tepelném zpracování se dosahuje ve všech případech martenzitické a bainitické přeměny austenitu. Přidáním vanadu se zaručuje prokalitelnost oceli, charakterizovaná martenzitickou strukturou. Přísada vanadu vytváří ve struktuře účinné bariéry omezující pohyb dislokaci bezporuchovou mřížkou čistého kovu. Vzájemná kombinace obsahu křemíku, niklu a vanadu zaručuje jemnozrnost struktury po tepelném zpracování. Jemnozrnná struktura i při vyšší austenitizačnl teplotě umožňuje i při nasycení povrchových vrstev uhlíkem případně i dusíkem kalit součásti dó vody. Odlitky po nasycení povrchu uhlíkem nebo uhlíkem a dusíkem se kalí z austenitizačnl teploty 820 až 920 °C a následně se popouštějí na teploty 180 až 600 ^UC. Pro použití na výrobu součástí zušlechtěných na pevnost 900 až 1 300 MPa se ocelolitinové odlitky ohřejí na austenitizačnl teplotu 820 až 920 °C s následným ochlazením ve vodě. Popouětěcí teplota se volí na požadovanou pevnost v tahu v rozmezí 180 až 600 C.

Přiklad 1

V příkladném provedení způsobu dle vynálezu byla vyrobena ve středofrekvenční indukční peci ocelolitina obsahující v 0,22 % hmot. uhlíku, 0,69 % manganu, 0,43 % křemíku, 0,55 % chrómu, 0,55 % niklu, 0,1 % vanadu, 0,035 % hliníku, 0,01 % kobaltu, 0,05 % mědi, 0,022 % fosforu a 0,023 % síry. Ocelolitina byla odlita do skořepinových forem jako články ochranných řetězů pro těžká kolová vozidla. Odlité články byly spojeny svařovanými kroužky z válcované oceli do ucelené sítě o celkové hmotnosti 600 kg. Článková sít se nauhličovala v Monocarbu do hloubky 1 mm při teplotě 900 °C. Z této cementační teploty se sít ochlazovala ve vodě a následně popouštěla na teplotu 380 °C. U jednotlivých článků bylo dosaženo tvrdosti 55 HRc při pevnosti jádra okolo 1 300 MPa, hodnoty vrubové houževnatosti KCU2 činily až 32 J.cm ².

Příklad 2

Byla vyrobena ocelolitina obsahující v % hmot. 0,19 % uhlíku, 0,66 * manganu, 0,35 í křemíku, 0,56 % chrómu, 0,61 % niklu, 0,08 % vanadu, 0,02 % hliníku, 0,01 % kobaltu, 0,04 í mědi, 0,02 % fosforu a 0,023 % síry. Ocelolitina byla vyrobena stejně jako u příkladu 1 ve středofrekvenční indukční peci. Článková sít byla nasycena uhlíkem a dusíkem v karbonitridační lázni při teplotě 900 °C, kalena z této teploty do vody a následně popouštěna na teplotu

360 °C. 0 článků sítě bylo dosaženo tvrdosti až 55 HRc, pevnosti jádra okolo 1 200 MPa, _2 vrubové houževnatosti KCU2 až 35 J.cm

Vyrobené článkové sítě byly použity pro ochranu pneumatik nakladačů ve vápencovém lomu, kde těžba probíhá nepřetržitě i v zimních obdobích a teplotách i pod -20 °C. Ochranné článkové sítě jsou v provozu již dva roky a pracují bez porušení článků z uvedené ocelolitiny

Claims

předmEt vynálezu

Vysokopevnostní ocelolitina pro odlitky určené k chemicko-tepelné úpravě povrchu a k zušlechtění na pevnost 900 až 1 300 MPa, obsahující v hmotnostním množství uhlík 0,12 až 0,25 %, mangan 0,6 až 1,2 %, křemík 0,2 až é,6 4, chrom 0,3 až 0,8 4, nikl 0,4 až 0,8 i, hliník 0,01 až 0,06 4, fosfor max. 0,04 % a síru max. 0,03 4, vyznačená tím, že obsahuje vanad 0,05 až 0,20 4, měď 0,03 až 0,12 4, kobalt 0,01 až 0,10 4, zbytek železo.