PL204037B1 - Wear resistant cast steel, particularly for operation in low temperatures - Google Patents
Wear resistant cast steel, particularly for operation in low temperaturesInfo
- Publication number
- PL204037B1 PL204037B1 PL364179A PL36417903A PL204037B1 PL 204037 B1 PL204037 B1 PL 204037B1 PL 364179 A PL364179 A PL 364179A PL 36417903 A PL36417903 A PL 36417903A PL 204037 B1 PL204037 B1 PL 204037B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- cast steel
- low temperatures
- resistant cast
- wear resistant
- low
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest staliwo odporne na ścieranie, zwłaszcza do pracy w niskich temperaturach, szczególnie przydatne do wytwarzania ulepszonych cieplnie części maszyn i urządzeń wydobywczych, budowlanych, transportowych i energetycznych.The subject of the invention is abrasion-resistant cast steel, especially for operation at low temperatures, especially useful for the production of heat-treated parts of mining, construction, transport and energy machinery and equipment.
Jest powszechnie wiadome, że awaryjność maszyn i urządzeń pracujących zimą, w niskich temperaturach, jest znacznie wyższa niż tych samych maszyn eksploatowanych w porze letniej. Niskotemperaturowe awarie są szczególnie częste w warunkach Syberii i dalekiej Północy, ale i w klimacie środkowej Europy zjawisko to należy do poważnych problemów eksploatacyjnych.It is commonly known that the failure rate of machines and devices operating in winter, at low temperatures, is much higher than that of the same machines operated in summer. Low-temperature breakdowns are particularly common in Siberia and the far North, but also in the climate of Central Europe, this phenomenon is one of the serious operational problems.
Przyczynami tych awarii są przede wszystkim:The causes of these failures are primarily:
- zuż ycie przez tarcie,- friction wear,
- pękanie na skutek kruchości materiału w niskich temperaturach, która pojawia się i wyraźnie wzrasta - praktycznie biorąc - począwszy od temperatury -20°C.- cracking due to the brittleness of the material at low temperatures, which appears and clearly increases - practically speaking - from a temperature of -20 ° C.
Wytworzenie staliwa odpornego na ścieranie i jednocześnie na kruche niskotemperaturowe pękanie, wiąże się z koniecznością spełnienia przeciwstawnych, a nawet wykluczających się, wymagań strukturalnych.Production of cast steel resistant to abrasion and, at the same time, to brittle low-temperature cracking, requires meeting contradictory, or even contradictory, structural requirements.
Odporność tribologiczna jest związana z określoną heterogenicznością struktury dendrytycznej, właściwej większości gatunków staliwa. Ta zaś nie sprzyja odporności na kruche pękanie, bowiem bogata w węgliki strefa międzydendrytyczna jest strefą licznych koncentratorów naprężeń inicjujących pęknięcia.The tribological resistance is related to the specific heterogeneity of the dendritic structure, specific to most cast steel grades. This, in turn, is not conducive to fracture toughness, because the interdendritic zone rich in carbides is a zone of numerous stress concentrators initiating cracks.
Reprezentatywnymi przykładami części pracujących w warunkach zużycia przez tarcie i znacznych obciążeń mechanicznych w niskich temperaturach są staliwne odlewy zębów koparek, ogniw gąsienic, szczęk kruszarek, bijaków w młynach, rolek i kół biegowych itp. Najpopularniejszym staliwem stosowanym na te odlewy pozostaje w dalszym ciągu staliwo Hadfielda i różne jego współczesne modyfikacje. Poważną wadą tego staliwa jest intensywne zużywanie się w sypkim ścierniwie, np. w piasku. Znane jest też staliwo L26HG2NM stosowane w Polsce i w Rosji do pracy w niskich temperaturach, odporne na ścieranie zawierające wagowo następujące pierwiastki stopowe: od 0,20 do 0,40%; korzystnie 0,25 do 0,30% C; od 0,17 do 0,37% Si; od 0,80 do 2,20%; korzystnie od 1,50 do 2,00% Mn; od 0,80 do 2,00%; korzystnie od 1,30 do 1,70% Cr; od 0,80 do 2,00%; korzystnie od 0,80 do 1,10% Ni; od 0,20 do 1,00%; korzystnie od 0,30 do 0,50% Mo; od 0,08 do 0,12% V; od 0,020 do 0,040% Al.; od 0,005 do 0,020% Ce; od 0,005 do 0,020% Ca. Z polskiego opisu patentowego nr 15663 znane jest staliwo odporne na ścieranie zawierające wagowo od 0,10 do 0,40% C; od 12 do 14% Cr; od 1,7 do 2,0% Cu; od 0,8 do 1,2% Mo; od 0,4 do 0,6% Ni; od 0,3 do 0,4% Si; od 0,3 do 0,4% Mn; od 0,3 do 0,4% V, resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia. Staliwo to jest jednak odporne na ścieranie, zwłaszcza w podwyższonych temperaturach. Do warunków niskotemperaturowej eksploatacji należy w nim zmniejszyć udział pierwiastków węglikotwórczych a zwłaszcza Cr i Mo.Representative examples of parts working in conditions of wear by friction and significant mechanical loads at low temperatures are cast steel castings of excavator teeth, track links, crusher jaws, beaters in mills, rollers and gear wheels, etc. The most popular cast steel used for these castings is still Hadfield cast steel. and its various modern modifications. A serious disadvantage of this cast steel is the intense wear in loose abrasive material, e.g. in sand. There is also L26HG2NM cast steel used in Poland and Russia for operation at low temperatures, resistant to abrasion, containing the following alloying elements by weight: from 0.20 to 0.40%; preferably 0.25 to 0.30% C; from 0.17 to 0.37% Si; 0.80 to 2.20%; preferably from 1.50 to 2.00% Mn; 0.80 to 2.00%; preferably from 1.30 to 1.70% Cr; 0.80 to 2.00%; preferably from 0.80 to 1.10% Ni; from 0.20 to 1.00%; preferably from 0.30 to 0.50% Mo; from 0.08 to 0.12% of V; from 0.020 to 0.040% Al; 0.005 to 0.020% Ce; 0.005 to 0.020% Ca. Polish patent specification No. 15663 discloses an abrasion-resistant cast steel containing from 0.10 to 0.40% by weight of C; from 12 to 14% Cr; 1.7 to 2.0% Cu; 0.8 to 1.2% Mo; 0.4 to 0.6% Ni; 0.3 to 0.4% Si; from 0.3 to 0.4% of Mn; from 0.3 to 0.4% V, the rest is iron and unavoidable impurities. However, this cast steel is abrasion resistant, especially at elevated temperatures. For low-temperature operation conditions, the proportion of carbide-forming elements, especially Cr and Mo, should be reduced.
Firmy: Sumitomo (Japonia), Marion (USA), Demag - Kamatsu (Niemcy), na zęby koparek zalecają staliwa niskostopowe typu Cr-Mo-Ni-Ti, a wśród nich staliwo CFE - SS (Japonia) i ESCO (USA) zawierające węgiel, mangan, krzem, chrom, molibden, nikiel w następujących udziałach wagowych: od 0,25 do 0,30% C; od 0,60 do 0,80% Mn; od 0,30 do 0,60% Si; od 0,50 do 0,70% Cr; od 0,20 do 0,60% Mo; od 0,60 do 1,0% Ni. W Rosji znane jest niskostopowe staliwo 20GNMFL zawierające węgiel, mangan, nikiel, wanad, molibden.Companies: Sumitomo (Japan), Marion (USA), Demag - Kamatsu (Germany), for the teeth of excavators, they recommend low-alloy cast steel of the Cr-Mo-Ni-Ti type, including CFE - SS (Japan) and ESCO (USA) cast steel containing carbon, manganese, silicon, chromium, molybdenum, nickel in the following weight proportions: from 0.25 to 0.30% C; from 0.60 to 0.80% Mn; from 0.30 to 0.60% Si; from 0.50 to 0.70% Cr; from 0.20 to 0.60% Mo; 0.60 to 1.0% Ni. In Russia, a low-alloy 20GNMFL cast steel containing carbon, manganese, nickel, vanadium, molybdenum is known.
Staliwa te są jednak trudnospawalne. Nie spełniają więc jednego z podstawowych kryteriów kwalifikacji materiału do niskotemperaturowej eksploatacji. Ponadto ich odporność tribologiczna jest znacznie niższa od znanego w kraju staliwa odpornego na ścieranie typu Cr-Mo-V-Cu-Ni. Przy wysokiej odporności ściernej, tego typu staliwo odznacza się jednak zbyt niską odpornością na kruche pękanie, zwłaszcza w niskich temperaturach.However, these cast steels are difficult to weld. Therefore, they do not meet one of the basic criteria for qualifying materials for low-temperature operation. Moreover, their tribological resistance is much lower than the abrasion-resistant Cr-Mo-V-Cu-Ni type known in the country. With high abrasion resistance, this type of cast steel is characterized by too low fracture toughness, especially at low temperatures.
Celem wynalazku jest dobór udziałów i wzajemnych relacji ilościowych: węgla, chromu, molibdenu, wanadu, miedzi i niklu w staliwie odpornym na ścieranie typu Cr-Mo-V-Cu-Ni, aby uzyskać strukturę dendrytyczną, która po ulepszeniu cieplnym zapewni odlewom wysoką ciągliwość i udarność w niskich temperaturach, kosztem niewielkiego zmniejszenia odporności na zużycie przez tarcie.The aim of the invention is to select the proportions and mutual quantitative relations of: carbon, chromium, molybdenum, vanadium, copper and nickel in the Cr-Mo-V-Cu-Ni type abrasion-resistant cast steel in order to obtain a dendritic structure which, after thermal improvement, will ensure high ductility and low temperature impact strength, at the cost of slightly reducing friction wear resistance.
Istota wynalazku polega na opracowaniu staliwa odpornego na ścieranie zwłaszcza w niskich temperaturach o następującym składzie chemicznym i proporcjach wagowych: C - od 0,10 do 0,40%; korzystnie: od 0,20 do 0,30%; Cr - od 1 do 8%; korzystnie: od 2 do 4%; Mo - od 0,40 do 0,60%; V - od 0,10 do 0,40%; korzystnie: od 0,20 do 0,30%, Mn - od 0,30 do 0,50%; Si - od 0,30 do 0,50%; Cu - odThe essence of the invention consists in developing cast steel resistant to abrasion, especially at low temperatures, with the following chemical composition and weight proportions: C - from 0.10 to 0.40%; preferably: from 0.20 to 0.30%; Cr - from 1 to 8%; preferably: from 2 to 4%; Mo - from 0.40 to 0.60%; V - from 0.10 to 0.40%; preferably: from 0.20 to 0.30%, Mn from 0.30 to 0.50%; Si - from 0.30 to 0.50%; Cu - from
PL 204 037 B1PL 204 037 B1
1,5 do 1,8%; Ni - od 0,50 do 0,80%; P - max 0,025%, S - max 0,030%, resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia i domieszki.1.5 to 1.8%; Ni - from 0.50 to 0.80%; P - max 0.025%, S - max 0.030%, the rest is iron and unavoidable impurities and admixtures.
Okazało się, że takie zestawienie składu chemicznego i ulepszenie cieplne staliwa według wynalazku zapewnia wysoką odporność na ścieranie w niskich temperaturach, zwłaszcza w warunkach tarcia suchego, oraz udarność w temperaturze 233 K (-40°C) nie niższą od 50 J/cm2. Staliwo według wynalazku wykazuje w temperaturze 233 K zużycie niższe przynajmniej o 25% od zużycia staliwa L26HG2NM i o ponad 50% niższe niż staliwo według patentu RP nr 156663. Zaletą staliwa według wynalazku jest jego dobra spawalność i możliwość łączenia technikami spawalniczymi tak odlewów między sobą jak i ze stalami konstrukcyjnymi.It turned out that such a combination of the chemical composition and thermal improvement of the cast steel according to the invention provides high abrasion resistance at low temperatures, especially in dry friction conditions, and the impact strength at a temperature of 233 K (-40 ° C) not lower than 50 J / cm 2 . The cast steel according to the invention at a temperature of 233 K has a consumption lower by at least 25% than that of cast steel L26HG2NM and by over 50% lower than that of cast steel according to the Polish patent No. 156663. The advantage of the cast steel according to the invention is its good weldability and the possibility of joining both castings with each other by welding techniques. with structural steels.
Staliwo według wynalazku można wytapiać w piecach topialnych stosowanych w odlewnictwie tego typu staliwa, a proces metalurgiczny prowadzi się zgodnie z powszechnie znanymi metodami wytopu i obróbki pozapiecowej staliwa stopowego.The cast steel according to the invention can be smelted in melting furnaces used in the foundry of this type of cast steel, and the metallurgical process is carried out in accordance with commonly known methods of smelting and secondary metallurgy of alloy cast steel.
Wynalazek charakteryzuje poniższy przykład wykonania.The invention is characterized by the following embodiment.
W piecu indukcyjnym wytopiono staliwo o nastę pują cym skł adzie chemicznym i proporcjach wagowych: C - 0,21%; Cr - 2,8%; Mo - 0,48%; V - 0,26%; Mn - 0,46%; Si - 0,32%; Cu - 1,5%; Ni 0,65%; P - 0,020%; S - 0,028%. Po ulepszaniu cieplnym, staliwo to miało następujące właściwości:Cast steel was smelted in an induction furnace with the following chemical composition and weight proportions: C - 0.21%; Cr - 2.8%; Mo - 0.48%; V - 0.26%; Mn - 0.46%; Si - 0.32%; Cu - 1.5%; Ni 0.65%; P - 0.020%; S - 0.028%. After quenching and tempering, this cast steel had the following properties:
• Wytrzymałość na rozciąganie w temperaturze 77 K (ciekły azot), Rm = 1130 MPa, • Udarność w temperaturze 233 K, KCU = 78 J/cm2, • Zuż ycie w próbie 3 wał eczkowej w temperaturze 233 K, Iz (233) = 4,4 · 10-2 mm/m.• Tensile strength at 77 K (liquid nitrogen), Rm = 1130 MPa, • Impact strength at 233 K, KCU = 78 J / cm 2 , • Wear in roller test 3 at 233 K, Iz (233) = 4.4 · 10 -2 mm / m.
Zużycie Iz (233) staliwa L26HG2Nm wynosiło 6,2 · 10-2 mm/m, a staliwa według patentu RP nr 156663 - 7,6 · 10-2 mm/m.The consumption of Iz (233) of the L26HG2Nm cast steel was 6.2 · 10 -2 mm / m, and the cast steel according to the Polish patent No. 156663 - 7.6 · 10 -2 mm / m.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL364179A PL204037B1 (en) | 2003-12-22 | 2003-12-22 | Wear resistant cast steel, particularly for operation in low temperatures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL364179A PL204037B1 (en) | 2003-12-22 | 2003-12-22 | Wear resistant cast steel, particularly for operation in low temperatures |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL364179A1 PL364179A1 (en) | 2005-06-27 |
PL204037B1 true PL204037B1 (en) | 2009-12-31 |
Family
ID=35768762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL364179A PL204037B1 (en) | 2003-12-22 | 2003-12-22 | Wear resistant cast steel, particularly for operation in low temperatures |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL204037B1 (en) |
-
2003
- 2003-12-22 PL PL364179A patent/PL204037B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL364179A1 (en) | 2005-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102128026B1 (en) | Ultrahigh-strength, high toughness, wear-resistant steel plate and manufacturing method thereof | |
CN104831189B (en) | HB600 level Micro Alloying wear-resisting steel plate and manufacture method thereof | |
KR102218050B1 (en) | High-strength, high-toughness, wear resistant steel plate and manufacturing method thereof | |
JP6211099B2 (en) | High performance low alloy wear resistant steel sheet and method for producing the same | |
JP6251291B2 (en) | High toughness low alloy wear resistant steel sheet and method for producing the same | |
KR102218051B1 (en) | High-hardness, high-toughness, wear-resistant steel plate and manufacturing method thereof | |
JP6102072B2 (en) | Abrasion resistant steel plate with excellent stress corrosion cracking resistance and method for producing the same | |
JP5866820B2 (en) | Wear-resistant steel plate with excellent weld toughness and delayed fracture resistance | |
KR102058171B1 (en) | Method of manufacturing multi-element alloyed high strength wear resistant steel and hot rolled plate | |
CN102660714A (en) | High-carbon and high-vanadium wear-resistant steel | |
CN103114252B (en) | Method for preparing lining plate using low-alloy wear-resistant steel | |
WO2014022944A1 (en) | Method for producing molten steel having high wear resistance and steel having said characteristics | |
CN103131955A (en) | Medium carbon multiple elements low alloy wear resisting steel and production method | |
JP7226598B2 (en) | Abrasion-resistant steel plate and manufacturing method thereof | |
CN106756565A (en) | HB500 grades of Micro Alloying wear-resisting steel plate and its manufacture method | |
CN102978536B (en) | High-vanadium high-speed steel | |
JP6350340B2 (en) | Abrasion-resistant steel plate and method for producing the same | |
CN105296882A (en) | High-vanadium high-speed steel | |
PL204037B1 (en) | Wear resistant cast steel, particularly for operation in low temperatures | |
CN104087845A (en) | Low alloy liner plate specialized for mine | |
JP4894296B2 (en) | Wear-resistant steel plate | |
KR100198972B1 (en) | Complex carbide | |
RU2303077C1 (en) | Wear-resistant steel "ssil-500" | |
CN105525219A (en) | Molybdenum base alloy steel | |
PL204038B1 (en) | Weldable cast steel, particularly for operation in frictional conditions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20121222 |