PL33335B1 - Stal zawierajaca olów - Google Patents

Stal zawierajaca olów Download PDF

Info

Publication number
PL33335B1
PL33335B1 PL33335A PL3333538A PL33335B1 PL 33335 B1 PL33335 B1 PL 33335B1 PL 33335 A PL33335 A PL 33335A PL 3333538 A PL3333538 A PL 3333538A PL 33335 B1 PL33335 B1 PL 33335B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
steel
lead
steels
machinability
workability
Prior art date
Application number
PL33335A
Other languages
English (en)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of PL33335B1 publication Critical patent/PL33335B1/pl

Links

Description

lfi-Ttrrffi) Wynalazek niniejszy dotyczy stali, a zwlaszcza stali przeznaczonej do dalszej obróbki mechanicznej przed ostatecznym zastosowaniem jej, chociaz nie ogranicza sie wylacznie do tego' rodzaju stali.Dotychczas najbardziej rozpowszechnio¬ ny sposób polepszenia obrabialnosci sta¬ li polegal na dodawaniu do stali siarki, Czasem uzywano do tego celu kosztowne¬ go selenu. Zwykle, stosujac siarke lub se¬ len, w celu polepszenia obrabialnosci sta¬ li, wprowadza sie je w takich ilosciach.Normy S. A. E. aby zawartosc ich w stali wynosila ponad 0,05% siarki lub selenu wzglednie przy stosowaniu obydwóch tych pierwiastków lacznie zada sie zazwyczaj sumarycznej ich zawartosci, wynoszacej ponad 0,05%.Na przyklad pewne stale do obróbki na automatach posiadaja dokladnie ustalona i uznana klasyfikacje w przemysle metalo¬ wym. „Society of Automotive Engineers" uznaje równiez te specjalna klase stali i ustalilo normy ich skladu chemicznego.Sklad tych stali zestawiony jest w tabeli I.TABELA I. dla stali do obróbki na automatach.S. A E.Nr 1112 X 1112 1115 1120 Wegiel o/o 0,08 - 0,16 0,08 — 0,16 0,10 - 0,20 0,15 - 0,25 Mangan °/o 0,60 - 0,90 0,60 — 0,90 0,70 — 1,00 0,60 — 0,90 .Fosfor o/o 0,09 — 0,13 0,09 — 0,13 do 0,045 do 0,045 Siarka .°/o 0,10 — 0,20 0,20 — 0,30 0,075 — 0,15 0,075 — 0,15S. A. E.Nr X 1314 X 1315 X 1330 X 1335 X 1340 ' Wegi O/ i ° i 0,10 - 0,10 - 0,25 - i 0,30 — 0,35 — el 0,20 0,20 0,35 0,40 0,45 i Mang i o/ /o 1,00 — 1,30 - 1,35 — 1,35 - 1,35 - an j i 1,50 1,60 1,65 1,65 1,65 , Fosfor 0/ /o do 0,045 do 0,045 do 0,045 do 0,045 do 0,045 Siarka 0/ /o 0,075 - 0,075 - 0,075 — 0,075 — 0,075 — 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 Nalezy zaznaczyc, ze wszystkie te sta¬ le posiadaja wieksza zawartosc siarki (0,075 — 0,30%) niz stale, które nie pod¬ padaja pod pojecie stali nadajacych sie do automatów. Mozna powiedziec, ze to zwiekszenie zawartosci siarki stanowi ogólnie przyjety sposób polepszania obra- bialnosci stali i zaliczenia ich do stali na¬ dajacych sie do obróbki na automatach.Stosowanie jednak tak stosunkowo du¬ zej zawartosci siarki w celu polepszenia obrabialnosci stali ma pewne strony u- jemne. Powoduje ono bowiem nieraz trud¬ nosci przy obróbce stali na goraco, np. przy walcowaniu wlewka. Mimo to pod¬ daje sie zazwyczaj wlasnie te stale do au¬ tomatów, zawierajace stosunkowo duzo siarki, obróbce na goraco i to w tempe¬ raturach wyzszych, niz stale o mniejszej zawartosci siarki. Z tego wzgledu zazwy¬ czaj stosuje sie w hutnictwie przy zwiek¬ szonej zawartosci siarki stosunkowo duza zawartosc procentowa manganu, aby uni¬ knac lub zmniejszyc lamliwosc stali na goraco, to znaczy uniknac kruchosci wzglednie braku wytrzymalosci stali w stanie czerwonego zaru. Poza tym zbyt duza zawartosc siarki w stali, nawet w granicach przedstawionych w tabeli I, mo¬ ze nadac stali niepozadane wlasciwosci fi¬ zyczne, jak np. mala ciagliwosc.Wiadorno równiez, ze zwiekszona za¬ wartosc fosforu polepsza w pewnych wa¬ runkach obrabialnosc stali. Dotyczy to zwlaszcza stali o malej zawartosci wegla, które sa stosunkowo miekkie i maja sklonnosc do ,,ciagniecia sie" w czasie obróbki. .Wiadomo, ze zwiekszenie zawar¬ tosci fosforu moze zapobiec temu ujemne¬ mu zjawisku. Istnieja jednak granice po¬ lepszania obrabialnosci stali przez zwiek¬ szenie zawartosci fosforu. Za duzo fosforu moze nadac nieodpowiednia twardosc i zmniejszyc pozadana ciagliwosc. W nie¬ których klasach stali pewien stopien cia- gliwosci jest konieczny, nie mozna wiec stosowac zwiekszonych ilosci fosforu przy wyrobie stali do obróbki na automatach, z powodu jego sklonnosci do zmniejszania ciagliwosci.Ze stali bessemerowskich otrzymuje sie lepsze stale do automatów, niz ze stali martenowskich. Jednakze stale besseme- rowskie sa obecnie nieco drozsze w pro¬ dukcji i trudniejsze do sprawdzania pod wzgledem skladu, anizeli stale martenow- skie, poza tym niektóre stalownie nie po¬ siadaja gruszek bessemerowskich. Zarów¬ no z tych, jak i innych wzgledów, popyt na stale martenowskie wzrastal w ciagu ostatnich lat kosztem popytu na stale bes- semerowskie. Produkcja zatem stali mar¬ tenowskich, posiadajacych tak dobra o- brabialnosc, jak stale bessemerowskie, by¬ laby bardzo pozadana. Dotychczas nie mozna bylo uzyskac tego przez zwieksza¬ nie zawartosci siarki bez szkodliwej utra¬ ty waznych wlasciwosci fizycznych.Chociaz osiagnieto znaczny postep w polepszaniu obrabialnosci stali, glównie przez zwiekszanie zawartosci siarki, prze¬ mysl rozporzadza obecnie co najmniej, 9 gatunkami stali, objetymi normami S.A.E., wskutek czego mozna wybrac z pomiedzy nich gatunek o odpowiadajacej zadanej obrabialnosci i pozadanych wlasciwos¬ ciach fizycznych wytworzonego przedmio- * tu, wciaz jeszcze odczuwa sie potrzebe — 2 —polepszenia obrabialnosci stali do automa¬ tów. Dotyczy to zwlaszcza tych przypad¬ ków, gdy polepszenie to mozna uzyskac bez utraty innych pozadanych cech, jak dodatnich wlasciwosci przy obróbce na goraco, odpowiedniej ciagliwosci i innych wlasciwosci fizycznych. Jest rzecza zna¬ na, ze badacze przeprowadzili rozlegle prace naid polepszeniem stali do obróbki na automatach, przy czym zmieniano sklad chemiczny, badano nowe sposoby dodawania takich pierwiastków, jak siar¬ ka, fosfor, mangan i wegiel, a takze zmie¬ niano ilosc zatrzymywanego w stali tlenu.Mimo to nie osiagnieto jakiegokolwiek znaczniejszego polepszenia wlasciwosci stali wedlug dotychczasowych sposobów.Wynalazek niniejszy polega przede wszy¬ stkim na stwierdzeniu, ze, obrabialnosc stali mozna polepsizyc przez wprowadze¬ nie do stali olowiu, o ile olów wprowadzi! sie w takich warunkach i w taki sposób,' ze po skrzepnieciu stali pozostaje on w stali w odpowiedniej ilosci w stanie roz¬ proszenia. Mozna zatem otrzymac stal do obróbki na automatach przez wprowadze¬ nie olowiu do stali, badz to zamiast cze¬ sci lub calkowitej ilosci siarki, stosowa¬ nej zazwyczaj w tak zwanych stalach do obróbki na automatach, badz tez jako do¬ datek do tej siarki, z tym jednak zastrze¬ zeniem, ze olów zostanie dodany w takich ilosciach i w takich warunkach, które za¬ pewnia stosunkowo jednostajne rozpro¬ szenie go w stali. Przekonano- sie równiez, ze olów wprowadzony w ten sposób do stali polepsza jej obrabialnosc, nawet gdy nie chodzi o produkcje stali do automa¬ tów. Przekonano sie dalej, ze olów wcie¬ lony w ten sposób nie pogarsza, praktycz¬ nie biorac, pozadanych wlasciwosci me¬ chanicznych stali. Nowosc wynalazku ni¬ niejszego podkresla ponadto fakt, ze wie¬ lu^badaczy pracowalo nad stopami zelaza lub stali z olowiem, podajac w literaturze technicznej, ze olów nie rozpuszcza sie w ielajzie.Dr. M. Hansen w swej ksiazce o stopach podwójnych (JuLus Springer, Berlin, 1936 r.) podaje na str. 716 przeglad wiadomosci o stopach zelazo-olów. Jego wykresy nie wykazuja zadnej rozpuszczalnosci, olowiu w zelazie ponizej temperatury topnienia zelaza, powyzej zas tej temperatury wy¬ stepuja dwie ciekle warstwy jedynie o bardzo slabej rozpuszczalnosci wzajemnej.Przytacza on zdanie Isaaca i Tammapna (Z. Anorg. Allg. Chem, tom, 55/1907, str. 58), którzy doszli do wniosku, ze metale te sa, .praktycznie biorac, nierozpuszczalne nawzajem w sobie w stanie cieklym. Han¬ sen przytacza równiez zdanie Stevenha- gena i Schucarda (Z. Anorg. Allg. Chem, tom 186/1930, str 277), ze skrzepniety produkt tworzy wyraznie zarysowane warstwy, a metale sa, praktycznie biorac, nawzajem w "sobie nierozpuszczalne. Po¬ daje on dale^z Taimmamna i Cel&ena (Ber, ltsch. Chem. Ges. Tom 35/1902, sir. 910), ze rozpuszczalnosc zelaza .w olowiu wy¬ nosi 3 X 10 — 4%, a olów nie wywiera zadnego dzialania na temperatury prze¬ miany zelaza. Niewatpliwie opublikowane w literaturze wyniki badan, jak np. poda¬ ne powyzej, odstreczyly innych badaczy od zastosowania olowiu jako dodatku do stali w celu polepszenia jej obrabialnosci, a zwlaszcza w celu otrzymania stali do obróbki na automatach.Wiadomo, ze niektórzy autorzy w daw¬ niejszych patentach proponowali stosowa¬ nie olowiu w stopach zelaznych, ale pro¬ pozycje te dotyczyly albo uzycia olowiu w zeliwie lub specjalnej stali stopowej, albo byly oparte w wiekszym lub mniej¬ szym stopniu na ogólnej mysli przewod¬ niej, ze zadaniem olowiu jest spowodowa¬ nie oczyszczenia lub takiej zmiany wla¬ sciwosci stali, aby zmniejszyc wady od¬ lewnicze. W niektórych przypadkach pro¬ ponowane ilosci olowiu byly tak duze, ze wykazywaly zupelny brak zrozumienia praktycznych wymagan produkcji i rynku zbytu stali. W kazdym razie zaden ze zna- -. a'~nych patentów nie podaje technicznego rozwiazania tego zagadnienia, ani nawet nie wspomina, ze dodatek olowiu do zwy¬ klych stali mozna wyzyskac do polepsze¬ nia ich obrabialnosci; równiez zaden daw¬ niejszy badacz czy autor patenu; nie wspomnial nigdy, ze olów, dodany do sta¬ li w odpowiednim stosunku procentowym, moze sluzyc do nadania jej pozadanych cech stali do automatów, i to albo sam, albo w polaczeniu z siarka lub innym pierwiastkiem.Idac po tej linii, dodawano olowiu do stali róznymi sposobami, które zostana bardziej szczególowo omówione w dal¬ szym ciagu opisu. W tym miejscu ograni¬ czyc sie mozna do zaznaczenia, ze wyda¬ je sie rzecza wazna, aby olów byl doda¬ wany do stali w stanie rozdrobionym i w takich warunkach, aby stal ulegala dosc silnemu wstrzasaniu. Uzyskjfeo np. dobre rozproszenie olowiu w calej masie stali wprowadzajac go do roztopionej stali w piecu elektrycznym o wielkiej czestotli¬ wosci, co oczywiscie powoduje wstrzasa¬ nie stali. Uzyskano równiez dobre rozpro¬ szenie olowiu, wprowadzajac go do kókili podczas wlewania do nich stali, a zwlasz¬ cza rozpoczynajac wprowadzanie olowiu do kókili na poczatku zabiegu wlewania do niej stali. Wazna jest rzecza równiez, aby olów byl wprowadzany w ilosciach dosta¬ tecznych do uzyskania zadanej jego za¬ wartosci w stali. Doswiadczenia np, wy¬ kazaly, ze wprowadzajac olów w ilosci okolo 1% w stosunku do wagi stali uzy skano zawartosc olowiu w stali w korzy¬ stnych warunkach okolo 0,50 do 0,70%.Stale wedlug wynalazku niniejszego, za¬ wierajace olów, posiadaja pewna swoista mikrostrukture, która mozna stwierdzic droga metalograficzna.Na rysunku przedstawiono fotografie metalograficzne, w 500-krotnym powiek¬ szeniu liniowym, a porównanie wykazanej przez nie mikrostruktury wyjasnia powyz¬ sze twierdzenie.Fig. 1 przedstawia zdjecie mikroskopo¬ we stali, oznaczonej litera A w tabeli II, która podaje skladniki tej stali i z której widac, ze nie zawiera* ona olowiu.Fig. 2 przedstawia mikrostrukture stali B, objety równiez tabela II, z której wi¬ dac, ze stal B posiada, praktycznie bio¬ rac, ten sam sklad chemiczny co stal A, z ta tylko róznica, ze zawiera ponadto 0,12% olowiu.Fig. 3 przedstawia mikrostrukture stali, oznaczonej litera C w tabeli II, która poda¬ je skladniki tej stali i z której widac, ze posiada ona, praktycznie biorac, równiez ten sam sklad chemiczny co stal A, z ta tylko róznica, ze zawiera ponadto 0,478% olowiu.Wspomniana tabela II przedstawia sie nastepujaco: Tabela II.Sklad chemiczny stali A, B i C.Stal Procentowy sklad chemiczny ~c Si ivh s p Pb" A 0,11 0,012 0,63 0,193 0,017 nic B 0,10 0,012 0,55 0,204 0,019 0,12 C 0,11 0,008 0,62 0,235 0,017 0,478 Jak widac, olów znajduje sie w stanie rozproszenia w calej masie stali, czesciowo w postaci submikroskopowej. Duza liczba malych czarnych punktów, które sa cza¬ steczkami uwydatnionymi przez trawienie i które przewazaja w stalach zawieraja¬ cych olów (fig. 2 i 3), w przeciwienstwie do prawie zupelnego ich braku w stali nie zawierajacej olowiu (fig. 1), wykazuje jas¬ no, ze olów jest calkowicie rozproszony w stali. Przeprowadzone badania prze¬ wodnictwa elektrycznego wykazaly, ze olów nie spowodowal wzrostu opornosci wlasciwej, co przemawia za tym, ze olów nie wystepuje w postaci stalego roztworu w stali, lecz znajduje sie w stanie rozpro¬ szenia.Do roztopionych stali o tym samym za¬ sadniczo skladzie chemicznym co stal A dodawano olowiu w róznych ilosciach wpostaci blyszczu olowiu (PbS o zawartosci okolo 86,6% Pb i 13,4% S), w celu uzyska¬ nia stali B i C, Zbadano równiez wiele in¬ nych odmian stali, zawierajacych olów, po¬ slugujac sie próbkami wagi 6,8 do 136 kg, oraz wlewkami handlowymi wazacymi o- kolo 5 000 kg.Do stali B i C dodawano olowiu w po¬ staci blyszczu; okazalo sie jednak, ze mo¬ zna go dodawac takze i w innej postaci i wynalazek nie ogranicza sie do jakiego¬ kolwiek specjalnego sposobu dodawania olowiu. Doswiadczenia wykazaly, ze olo¬ wiu mozna dodawac do roztopionej stali w postaci olowiu metalicznego, blyszczu, stopu o równej zawartosci olowiu, cyny i antymonu, lutu zawierajacego 60% olo¬ wiu i 40% cyny, stopu lozyskowego o za¬ wartosci 66% miedzi, 32% olowiu i 2% cyny, minii i ortoiosforanu olowiu. Oka¬ zalo sie, ze olów mozna wprowadzac do stali zarówno w postaci wymienionych do¬ datków, jak i innych substancji zawiera¬ jacych olów, przyczym stal zawierala 15 do 64% wprowadzonego olowiu. Zawar¬ tosc olowiu zalezy od szeregu czynników.Przedluzenie okresu miedzy dodaniem o- lowiu a odlaniem stali wplywa — zdaje sie — na zwiekszenie w pewnych warunkach ilosci olowiu rozproszonego w stali. Ilosc ta byla korzystniejsza przy wprowadzaniu olowiu w stosunkowo malych dawkach, np. 0,40%. niz przy dawkach wiekszych, jak np. 1,5%). Sklad chemiczny stali równiez wywierac moze pewien wplyw na ilosc o- lowiu rozproszonego w stali, nie udalo sie jednak ustalic ,tej zaleznosci w sposób o- stateczny. Jak Dodano w dalszym ciacu opisu, olowiu dodawano do szeregu od¬ mian stali o róznym stanie chemicznym.Rozpuszczalnosc olowiu w roztopionej lub skrzepnietej stali nie jest jeszcze osta¬ tecznie znana, otrzymano jednak stal za¬ wierajaca 0,53% olowiu, co wskazywalo¬ by na to, ze wiekszosc, o< ile nie cala ilosc olowiu, znajdowala sie w stanie rozprosze¬ nia, a nie w roztworze. Stwierdzono, ze do tej zawartosci olowiu w stali polepsza on jej obrabialnosc.Próby wykazaly równiez, ze przy wal¬ cowaniu na zimno stali ria sruby, zawiera¬ jacej olów, obciazenie niezbedne do uzy¬ skania danego zmniejszenia przekroju wal¬ cowanego preta zmniejszylo sie o 7,5 do 14,3% odnosnie do zmniejszenia przekroju o 1 i 21% w razie dodania 0,14% olowiu, i (...) to obciazenie moglo byc zmniejszo¬ ne o 10,2 do 19,6% przy podobnym zmniej¬ szeniu przekroju (w razie dodania 0,25% olowiu). Te walcowane na zimno stale za¬ wieraly obok olowiu 0,18% C, 0,81% Mn, 0,022% P, 0,134% S, 0,013% Si lub tez 0,18% C, 0,75% Mn, 0,021% P, 0,127% S, i 0,014% Si. Dalej doswiadczenie fabrycz¬ ne przy próbie stali, wytworzonych wedlug wynalazku niniejszego, wykazalo, ze stale zawierajace olów znacznie slabiej ogrze¬ waja sie podczas obróbki niz tak zwane stale do obróbki na automatach, co jest prawdopodobnie wynikiem mniejszego tar¬ cia miedzy wiórami a narzedziem.W razie dodania do stali olowiu w ilosci 0,80 — 1,5% stwierdzono, ze pewna ilosc olowiu ma sklonnosc do osiadania na dnie wlewnicy z powodu swego duzego ciezaru wlasciwego. Mimo to jest rzecza bardzo prawdopodobna, ze przez dluzsze utrzy¬ mywanie i poruszanie stali w temperaturze krzepniecia jej zawartosc olowiu w stali mozna znacznie zwiekszyc ponad wartosc 0,53%, która stanowi najwieksza wartosc uzyskana w wytopach próbnych.Przeprowadzano równiez badania nad dodawaniem olowiu do stali zawierajacych stosunkowo duzo siarki (okolo 0,20% S) i malo siarki (okolo 0,03% S.). Okazalo sie przy tym, ze nie ma zasadniczej róznicy w ilosci olowiu zatrzymanego w stali, ani we wzglednej ilosci olowiu odnalezionego.Przekonano sie natomiast, ze dodanie o- lowiu do stali zawierajacej zarówno mala, jak i duza ilosc siarki, zwieksza w spo¬ sób widoczny ich obrabialnosc. W razie dodawania do stali olowiu w postaci bly- t 5 —szczu, wzrasta zawartosc w stali siarki z powodu obecnosci siarki w blyszczu.Dodajac olowiu do stali o zawartosci 0,80 i 1,35% Mn,, uzyskiwano zasadniczo taki sam procent olowiu rozproszonego w stali i takie samo polepszenie obrabialnosci.Podobnie dodawano olowiu do stali, zawierajacej 0,05 i 0,25% krzemu bez wi¬ docznych róznic w ilosci olowiu odnajdy¬ wanego i w jego wplywie na obrabialnosc.Doswiadczenia wykazaly dalej, ze olo¬ wiu mozna dodawac w róznych okresach procesu wytwarzania stali, Olowiu w rozmaitych postaciach, jak o- lowiu metalu, siarczku olowiu i innych zwiazków, dodawano do roztopionego wsadu w piecu. Dodawano go równiez do kadzi odlewniczej przy spuszczaniu stali z pieca lub przelewaniu z wiekszej kadzi.Chociaz moznaby dodac olowiu np. odrazu do wsadu w piecach martenowskich, nie nalezy jednak czynic tego, gdyz zachodzi obawa, ze olów stopi sie wczesniej i za¬ atakuje ogniotrwale wylozenie pieca.Po roztopieniu wsadu mozna dodac olo¬ wiu z mniejsza obawa o zaatakowanie ogniotrwalego wylozenia pieca. Najko¬ rzystniejsze sposoby dodawania olowiu sa nastepujace.Dodawanie do roztopionej stali w ko- kilach w postaci rozdrobnionej, po uprze¬ dnim wlaniu do kokili malej ilosci stali, przy czym nalezy wprowadzac strumien rozdrobnionego olowiu w kierunku stru¬ mienia stali wlewanej z kadzi z góry na dól, i przez dluzszy okres czasu.Dodawanie olowiu do roztopionego wsa¬ du w piecu tuz przed spustem. Dodawanie do kadzi w chwili spuszczania roztopio¬ nej stali do kadzi.Przy badaniu obrabialnosci stali stoso¬ wano próby przecinania i nawiercania, porównujac czas potrzebny do przeciecia preta z walcowanej na zimno stali S.A.E. 1020 i pretów doswiadczalnych o tych sa¬ mych wymiarach. Z uzyskanych danych obliczano ,,wskaznik przecinalnosci" ja¬ ko iloraz czasu potrzebnego do przecie¬ cia preta doswiadczalnego przez czas po¬ trzebny do przeciecia normalnego preta ze stali S.A.E. 1020. Podobne porównania poczyniono -przy próbach nawiercania, przy czym stosunek okresów czasu po¬ trzebnych do nawiercenia do tej samej glebokosci, z zachowaniem tych samych warunków, stali doswiadczalnej i stali normalnej S.A.E. 1020, okreslono jako ,,wskaznik nawiercalnosci". Jest rzecza jasna, ze mniejsze wskazniki wskazuja na lepsza obrabialnosc. Chociaz badano wie¬ le stali, nastepujace liczby wykazuja juz dostatecznie zalety obecnosci olowiu w stalach. Sklad chemiczny stali i ich wskaz¬ niki podano w tabeli III.Tabela III.Wplyw olowiu na obrabialnosc.Stal Nr 2962 2966 2967 2968 2969 C 0,11 o.io 0,11 0,11 0,11 Procentowy s Si 0,012 0,012 0,010 0,010 0,008 Mn 0,63 0,55 0,59 0,58 , 0,62 ! klad chemiczny P 0,017 0,019 0,017 0,019 0,017 S 0,193 0,204 0,207 0,214 0,235 Pb slady 0,122 0,257 0,342 0,478 Wskazniki obrabialnosci ciecie 84 69 58 53 47 wiercenie 98 80 73 70 69 Z danych tabeli III widac, ze wskaznik zie dodana olowiu w granicach podanych, obrabialnosci jest znacznie lepszy w ra- to znaczy od ilosci nieco wiekszych niz — 6 —slady az do 0,478% olowiu, obrabialnosc polepsza sie wraz ze zwiekszeniem zawar¬ tosci olowiu. Nalezy podkreslic, ze stal Nr. 2962 ze sladami tylko olowiu zawie¬ ra stosunkowo duza procentowa zawar¬ tosc siarki, tak jak uzywane obecnie w przemysle stale do obróbki na automa¬ tach, a mimo to dodatek olowiu wplywa wybitnie korzystnie na jej obrabialnosc.Przeprowadzono równiez porównania obrabialnosci stali wedlug wynalazku ni¬ niejszego z obrabialnoscia handlowych stali do automatów, nabytych na wolnym rynku. Wyniki uzyskane przy badaniu ta¬ kiej handlowej stali sa przedstawione w tabeli III A.Tabela III A.Próby obrabialnosci handlowych stali do obróbki na automatach.Stal Nr 1. 2. 3. 4. 5.—1 5.-2 6. ' 7" Gatunek handlowa bessemerowska u ii / u u u u ,, martenowska ,, bessemerowska ki. X Wskaznik obrabialnosci ' ciecie wiercenie 70 77 69 , 70 88 71 84 72 96 92 92 . 95 95 94 94 86 Z porównania cyfr tabeli III A z cyfra¬ mi tabeli III widac odrazu, ze stale we¬ dlug wynalazku niniejszego, zawierajace 0,122% lub wiecej olowiu, wykazuja mniejsze wskazniki obrabialnosci, czyli lepsza obrabialnosc. Uwydatnia sie to zwlaszcza w stalach o wiekszej zawarto¬ sci olowiu.Wiadomo, ze istnieja granice polepsza¬ nia obrabialnosci stali przy wzroscie za¬ wartosci siarki wzglednie przez stosowa¬ nie innych sposobów, anizeli sposób opi¬ sany w wynalazku niniejszym, a jedna z tych granic jest utrata pozadanych cech gotowego wyrobu. Wlasciwosci stali we¬ dlug wynalazku niniejszego zbadano pod wieloma wzgledami i stwierdzono, ze do¬ datek olowiu w granicach okolo 0,10 do 0,478% nie ma zadnego^ szkodliwego wplywu na wlasciwosci mechaniczne. Ta¬ bela IV przedstawia wlasciwosci tych sa¬ mych stali, które byly podane w tabeli III.Tabela IV.Zaleznosc miedzy izawartoscia siarki a mechanicznymi wlasciwosciami stali.Stal nr 2962 2966 2967 2968 2969 Zawartosc olowiu /o slady 0,122 0,257 0,342 0,478 Wytrzymalosc kg/mm2 mimim. 52,7 52,9 50,2 51,1 51,5 51,3 50,2 49,8 51.7 51,3 maks. 53,1 53,3 51,5 51,8 52,2 51,7 51,1 50,8 52,4 51,5 Wydluzenie % 17,5 16,5 17,5 19,0 17,5 18,5 19,5 18,5 17,5 18,5 Przewezenie przekroju 0/ /o 55,2 56,0 56,5 56,2 52,8 57,0 56,2 56,2 52,2 52,5 l|Udarnosc wedlug Charpy'ego kgm 3,11 3,24 2,76 2,69 2,48 2,83 2,62 2,76 2,42 2,69 - 7 —Próby podane w tabeli IV przeprowa¬ dzono z pretami walcowanymi na zimno, sa one zatem miarodajne dla pr.aktyki, po¬ niewaz prety stali do automatów zazwy¬ czaj poddaje sie walcowaniu na zimno.Jest rzecza widoczna, ze dodatek olowiu az do 0,478% nie pogorszyl zasadniczo zadnej z tych! wlasciwosci mechanicz¬ nych, podczas gdy cyfry w tabeli III wy¬ kazaly, ze taki dodatek olowiu polepszyl wybitnie obrabialnosc stali.Badano równiez wplyw dodatków azo¬ tu i fosforu. Oba te pierwiastki, dodane do stali, dzialaja jako czynniki zwieksza¬ jace twardosc i wytrzymalosc. Z tego po¬ wodu ich wplyw na obrabialnosc jest róz¬ ny. Skoro stal jest tak miekka,,ze posia¬ da slaba obrabialnosc, wówczas dodatek azotu lub fosforu albo obydwóch tych pierwiastków razem polepsza obrabial¬ nosc. Z drugiej jednak strony, jezeli stal jest dostatecznie twarda pod wzgledem dobrej obrabialnosci, wówiczas dodatek azotu lub fosforu albo obydwóch- tych pierwiastków razem wplywa szkodliwie na obrabialnosc, poniewaz zwieksza twar- dosd do wartosci wiekszej od najkorzyst¬ niejszej pod wzgledem obrabialnosci.Wplyw zwiekszonych ilosci azotu i fo¬ sforu na twardosc i wytrzymalosc stali o tym samym zasadniczym skladzie che¬ micznym przedstawiono w tabeli V.Tabela V.Wplyw azotu i fosforu na twardosc i wytrzymalosc stali.Próbka Podstawo¬ wa*) . 2255 2241 Podstawo¬ wa*) 2246 2247 2248 | Procentowy sklad chemiczny C 0,04 0,07 0,03 0,04 0,03 0,04 0,07 Mn 0,90 1,06 0,75 0,20 0,87 0,97 0,99 Si 0,09 0,08 0,05 0,09 0,05 0,07 0,10 S 0,175 0,170 0,153 0,176 0,172 0,173 0,174 P 0,012 0,016 0,010 0,012 0,055 0,114 0,207 N 0,008 0,014 0,020 0,008 Twardosc wedlug Brinella 150 170 183 150 159 163 187 Wytrzyma¬ losc na roz¬ rywanie kg/mmi 49,9 55,5 57,3 49,9 53,3 57,0 63,3 *) Srednia z trzech próbek zasadniczych nr 2242, 2243 i 2245.Zaleznosc miedzy zwiekszeniem zawar¬ tosci w stali azotu i fosforu a jej obra- bialnoscia przedstawia tabela VA, przy czym do prób uzyto tych samych stali, które zostaly podane w tabeli V. Dla po¬ równania tabela VA podaje równiez wy¬ niki prób obrabialnosci jednego szeregu stali zawierajacych olów, lecz o tym sa¬ mym zasadniczym skladzie chemicznym, co stale z dodatkiem azotu i fosforu.Tabela VA. , Wplyw zawartosci azotu i fosforu na obrabialnosc.Stal nr Podstawa 2255 224 L Azot O' 0 0,008 . 0,014 0,020 Fosfor % 0,012 0,012 0,012 Olów % — Wskazniki obrabialnosci ciecie nawiercanie 1,11 0,81 1,07 0,84 1,11 0,85 — 8 —Stal nr Podstawa 2246 2247 2248 Podstawa 2256 2257 2258 Azot % 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 Fosfor 0' /O 0,012 0,055 0,114 0,207 0,012 0,012 0,012 0,012 Qlów O-'' /o — — — — 0,04 0,10 0,18 Wskazniki obrabialnosei ciecie 1,11 0,98 0,98 0,95 . 1,11 1,04 0,86 0,79 nawiercanie ¦ 0,81 0,83 0,83 0,95 0,81 0,79 0,75 0,77 Liczby) w tabelach V i VA przedstawia¬ ja wplyw azotu, fosforu i olowiu na obra¬ bialnosc. Zwiekszanie zawartosci olowiu z 0,04 do 0,18°/o nie zwieksza twardosci pretów, zarówno walcowanych na gora¬ co, jak i ciagnionych na zimno, ale nawet ja nieco obniza. Widac z tego, ze przy sto¬ sowaniu .wynalazku niniejszego w prakty¬ ce bedzie moze. pozadana w pewnych przypadkach zmiana skladu chemicznego stali podstawowej, aby uzyskac pozadana twardosc i wytrzymalosc przez dodanie wegla, fosforu, manganu, krzemu i azotu.Po uzyskaniu pozadanych wlasciwosci me¬ chanicznych, dodaje sie olowiu w celu polepszenia obrabialnosei, przy czym ten dodatek olowiu wywiera tylko stosunko¬ wo maly wplyw na wlasciwosci mechani¬ czne stali.Przy produkcji stali do obróbki na au¬ tomatach wedlug wynalazku niniejszego, korzystnie jest ppddac je walcowaniu na Tabela VI zimno w celu dalsze(go polepszenia jej obrabialnosei. W ten sposób nie tylko po¬ lepsza sie obrabialnosc, ale i ulatwia sie osiagniecie takich wymiarów, które odpo¬ wiadaja stosunkowo waskim granicom to¬ lerancji, wyznaczanym zazwyczaj przez przemysl.Dodatkowe doswiadczenia wykazaly, ze olów moze sluzyc do polepszania obra¬ bialnosei stali weglistych, zarówno o ma¬ lej, jak i duzej zawartosci wegla i sklad¬ ników stopowych. Stwierdzono równiez, ze olów polepsza obrabialnosc stali przy obróbce na goraco bez pogorszenia jej pozadanych wlasciwosci fizycznych. A wiec stale o skladzie chemicznym uwido¬ cznionym w tabeli VI odlano w postaci bloków, a nastepnie poddano kuciu i wal¬ cowaniu na prety 1-calowe, które z ko¬ lei poddano obróbce na goraco i próbie obrabialnosei przez ciecie.Sklad doswiadczalnych próbek stali weglistych i stopowych.Stal nr 3494 3493 3496 3497 3498 3499 3502 3503 3569 3570 C 0,15 0,17 0,47 0,46 0,88 0,88 0,48 . 0,49 0,14 \0,14 Proce Mn 0,54 0,85 0,74 0,80 0,74 0,82 0,74 0,77 0,62 0,59 I 1 Si 0,09 0,11 0,09 0,17 0,16 0,15 0,14 0,15 0,46 0,42 n t o w«y 1 P 0,024 0,025 0,027 0,024 0,022 0,023 0,022 0,024 0,010 0,010 stan S 0,025 0,025 0,025 0,025 0,024 0,025 0,017 0,015 0,012 0,013 c h e m Cr ' — — — — — . 0,72 0,75 17,2 17,7 i c z n y Ni t _ — — — — — 1,42 1,84 7,86 7,78 Mo — — — —¦ ¦ — 0,16 0,17 — ¦ i Pb _ 0,07 — 0,197 — 0,185 — 0,158 — 0,08 9 —Liczby podane w tabeli Vi sa wynikaimi analiz laboratoryjnych, próbek z pretów wyprodukowanych z róznych wytopów i z pretów uzytych do prób obrabialnosci.Nalezy zwrócic uwage, ze stal 3494 nie zawiera dodatku olowiu, podczas gdy stal 3495 zawiera olów w ilosci 0,07%. Olo¬ wiu dodawano do tych stopów w posta¬ ci tlenku, aby nie zwiekszac zawartosci siarki przez stosowanie blyszczu. Podob¬ nie w odniesieniu do innych stali obje¬ tych tabela VI jedna z kazdej pary nie za¬ wierala dodatku olowiu, podczas gdy dru¬ ga zawierala go w ilosci podanej.W tabeli VII uwidocznione sa wyniki mechanicznych prób pretów poddanych obróbce na goraco. Z tabeli tej widac, ze dodatek olowiu w granicach od 0,10 do 0,20% nie wplynal szkodliwie na wlasci¬ wosci mechaniczne stali.Tabela VII.Obróbka na goraco i wlasciwosci fizyczne próbek doswiadczalnych.Tl »1_1 Próbka nr 3494 3495 3496 3497 3498 3499 3502 3503 3502 3503 3569 3570 Pb /o 0,07 — 0,197 — 0,183 — 0,158 - 0,158 — 0,08 Obróbka na goraco 871° C, 1 godz. chlodzenie powie¬ trzem 871° C, 1 godz. chlodzenie powie¬ trzem 871° C,. 1 godz. chlodzenie powie¬ trzem 815° C, 1 godz. chlodzenie powie¬ trzem 788° C, 1 godz. chlodzenie powie¬ trzem 788° C, 1 godz. chlodzenie powie¬ trzem 815° C, 1 godz. chlodzenie w piecu 815° C, 1 godz. chlodzenie w piecu hartowanie w oleju 815° C odpuszczanie 538° C, 2 godz. hartowanie w oleju 815° C odpuszczanie 538° CJ 2 godz. hartowanie w wodzie w 1093° C hartowanie w wodzie w 1093° C Wytrzyma¬ losc kg/mm2 minim. 31,6. 31,5 43,3 45,5 — — — — — — maxim • 43,8 45,8 66,3 68,8 99,5 98,1 87,1 103,9 - " 68,4 68,9 Wydlu¬ zenie o/ 40,0 40,0 28,5 28,5 10,5 12,3 22,0 17,5 " 60,0 57,0 Przewe¬ zenie przekroju % 66,5 67,0 50,6 52,0 20,0 23,4 55,0 44,9 — "" 68,4 66,7 Udannosc w'g Char- py'ego Kgm 6,90 7,02 3,15 3,28 0,73 0,73 2,76 2,07 — 9,62 9,38 Twardosc wedlug Brinella 114 121 179 • 179 269 277 238 262 341 341 158 159 Próby obrabialnosci przeprowadzano czym mniej wiecej tej samej twardosci z tymi stalami po obróbce na goraco pró- wedlug Brinella. Wyniki prób sa ujele w bek, zawierajacych olów lub wolne od tabeli VIII. niego, w celu nadania próbkom porównaw- Tabela VIII.Wplyw olowiu na przecinalnosc.• Stal nr lii C % 0,15 0,17 0,47 Pb % 0,07 Twardosc wedlug Brinella 114 121 179 Wskaznik przecinal- nosci 0,93 0,73 0,68 Polepszenie obrabial¬ nosci | 21 Uwagi — 10 —Do opisu patentowego Nr 33335 k.^ p^-- . i •¦ ¦**.¦: H kr-r; ¦ » ~. '¦ ^ "**** iT* • ' ... & » * ** * *•<:..L S i?" [W , Pl.JL ** *.<- '' * «* • /.* * *. - i *¦- ;". ''•*• ¦ i ¦m'''¦:{'¦ — • 2k. s» * ,.„ „»r,.^™. - ** *ihp*¦¦¦¦¦; . i ii ii ii ¦ 1 ir,i JFlg.1 Fiy 2 ¦ ; ', T.'" ^* •^'- 1;—••• .^?^•¦t*. !*'.""'• ;"'V ;'r ¦.:-'*v^v^' V^iPN I * . .•^•^FS«'.-ja*:vl ••• r* • ,^?^ '^.«:'- "ffe*---. ' ' v^-. .:;¦¦¦. -'Ji :¦; *.-'¦¦ •ii;.- sS'&. ' '.. '^'.1 n'.i i ii 1 i^.^ PWZG Waj-sv.a\va. Tamka 3. 150. Zam. 3086. B-50514.Stal 3497 3498 3499 3502 3503 3502 3503 3569 3570 c 0/ .0 0,46 0,88 0,88 0,48 0,49 0,48 0,49 0,14 0,14 Pb o 0 1 0,197 — 0,183 — 0,158 0,158 0,08 Twardosc wedlug Brinella 179 269 277 210 •210 341 341 158 159 Wskaznik przecinal- nosci 0,51 0,72 0,56 0,64 0,55 0,73 0,58 1,55 1,38 Polepszenie obrabial- nosci 25 22 k 14 21 11 Uwagi o malej zawartosci dodatków stop. ,, i.,, Prima 18 .: 8 " Z danych w tabeli VIII widac, ze doda¬ tek olowiu w kazdym przypadku polep¬ szyl obrabialnosc stali, przy czym polep¬ szenie to wahalo sie w granicach od 11% w przypadku stali zawierajacej 18% Cr i 8% Ni oraz hartowanej w temperaturze 1093° C, do 23% w przypadku stali zwy¬ klej S.A.E. 1050. Stal o malej zawartosci skladników stopowych wykazala polep¬ szenie o 14% po zahartowaniu do twar¬ dosci, wynoszacej 210 wedlug Brinella; przy wiekszej twardosci (341 wedlug Bri¬ nella) obrabialnosc polepszyla sie o 21%.Przeprowadzono równiez próby ze sta¬ la o duzej zawartosci manganu znana w przemysle pod nazwa austenitowej stali magnanowej wzglednie stali manganowej Hadfielda. Stal ta zawiera okolo 1,25% wegla i 13 — 14% manganu bez dodatku olowiu w jednej próbce i z dodatkiem 0,50% olowiu, w drugiej. Wywalcowany pret o tym przyblizonym skladzie che¬ micznym ogrzewano przez godzine w tempe¬ raturze 1038°C, a nastepnie hartowano w wodzie. Zauwazono, ze próbki z dodat¬ kiem olowiu obrabialy sie latwiej, dajac powierzchnie, wykazujaca mniej tak zwa¬ nych „zgrzytowych" skaz na gotowej po¬ wierzchni obrobionej.Z cyfr podanych poprzednio w tym opi¬ sie mozna wywnioskowac, ze stalom przedstawionym w tabeli VI mozna bylo by nadac jeszcze lepsza obrabialnosc przez dodanie wiekszej ilosci olowiu.Wlewki 'ze stali zawierajacej olów wy¬ twarzano na skale przemyslowa poslugu¬ jac sie sposobami fabrycznymi równiez przy wyrobie pretów. Sklad chemiczny takiej stali odpowiadal stalom o malej za¬ wartosci wegla, a stale zawierajace olów lub wolne od tej zawartosci posiadaly za¬ sadniczo ten sam sklad chemiczny, z wy¬ jatkiem stali E i F, zawierajacych 0,10% olowiu. Próby mechaniczne wykazaly, ze stale te posiadaly zasadniczo te sama wy¬ trzymalosc najmniejsza i najwieksza, to samo wydluzenie, zwezenie przekroju, twardosc wedlug Brinella i odpornosc na uderzenia podlug metody Charpy'ego.Próby obrabialnosci daly wyniki naste¬ pujace: Stal nr E F G Olów o/ o 0,10 0,10 nic Wskaznik^obrabialnosci ciecie i nawiercanie i 66 68 86 75 74 98 zestawienie obu 70 71 91 Sposób przeprowadzania prób obrabial¬ nosci byl ten sam, co poprzednio opisany, widac zas, iz dodatek 0,10% olowiu zna¬ cznie polepszyl obrabialnosc, Nalezy zwrócic uwage, ze stal wedlug wynalazku niniejszego nadaje sie nie tyl¬ ko do obróbki na automatach i podob¬ nych celów, ale takze ogólnie biorac i do walcowania blachy, do wyrobów kutych i do naweglania, przy czym dotyczy to za¬ równo stali weglistych jak i stopowych.Liczne przeprowadzone doswiadczenia wykazaly, ze dodanie olowiu w odpowied- - 11nich ilosciach do stali o malej zawartosci wegla, które ,,ciagna sie" przy obróbce, polepsza równiez obrabialnosc tych ga-. tunków stali, które znane byly dotych¬ czas z tego, ze posiadaly slaba obrabial¬ nosc. A wiec stwierdzono, ze gatunki sta¬ li, które zawieraja do 0,10% wegla, do 0,20% manganu, do 0,20% fosforu, do 0,20% krzemu i do 0,20% siarki, i które zazwy¬ czaj posiadaja slaba obrabialnosc, uzy¬ skuja w razie dodania 0,03 do 1 % olowiu obrabialnosc o wiele lepsza, nawet lepsza w takim stopniu, ze dorównuje ona, prak¬ tycznie biorac, co najmniej obrabialnosci zwyklej stali do obróbki na automatach.Doswiadczenia wykazaly, ze obrabial¬ nosc stali zawierajacej takie skladniki stopowe, jak mangan, krzem, nikiel, miedz, chrom, molibden, wanad, wolfram, cyr¬ kon, tytan, niob i tantal, moze byc polep¬ szana przez wprowadzenie do niej róz¬ nych ilosci olowiu. PL

Claims (6)

  1. Zastrzezenia patent o wV 1. Stal zawierajaca olów, znamienna tym, ze zawiera do 1,7% Ci 0,C3 — 1,0% Pb, przy czym wieksza czesc olowiu znajduje sie w stali calkowi¬ cie w stanie rozproszenia.
  2. 2. Stal wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera równiez do 0,5% S.
  3. 3. StaL wedlug zastrz. 1 i 2, znamienna tym, ze zawiera równiez do 2,0% Mn, do 0,2% Pi do 1,0% Si.
  4. 4. Stal wedlug zastrz, 1 — 3, znamien¬ na tym, ze zawiera 0,2% — 2,0% Mn, 0,01 — 0,2% P, 0,03% — 0,5% S i 0,01 — 1,0% Si.
  5. 5. Stal wedlug zastr, 1 — 4, znamienna tym, ze zawiera ponadto lacznie lub z osobna nikiel, miedz, chrom, molib¬ den, wanad, wolfram, cyrkon, tytan, tantal, aluminium i niob. Inland Steel Company Zastepca: L. Skarzeriski rzecznik patentowy PWZG Warszawa, Tamka 3. 150. Z,nm. 308
  6. 6. B-50514. PL
PL33335A 1938-11-28 Stal zawierajaca olów PL33335B1 (pl)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL33335B1 true PL33335B1 (pl) 1947-09-30

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Davis Alloying: understanding the basics
RU2369659C2 (ru) Сталь с высокой механической прочностью и износостойкостью
WO2001042524A2 (en) Low carbon, low chromium carburizing high speed steels
JP3439197B2 (ja) 低合金耐熱鋼及びその熱処理方法並びにタービンロータ
KR102367204B1 (ko) 오스테나이트계 매트릭스를 가지는 twip 강 시트를 제조하는 방법
CN100485078C (zh) 用于石油产品、天然气产品和产品管道的管及其制造方法
CN102206784A (zh) 一种摩擦盘材料
CN106636883B (zh) 高寿命轴承钢及其制造方法
KR20240027054A (ko) 냉간 압연용 단강 롤
US3807991A (en) Ferritic stainless steel alloy
Ikeda et al. Effect of molybdenum addition on solidification structure, mechanical properties and wear resistivity of high chromium cast irons
WO2007123164A1 (ja) 内燃機関用ピストンリング材
JP4384592B2 (ja) 高温浸炭特性と熱間鍛造性に優れた浸炭用圧延鋼材
EP2682491B1 (en) Hot work tool steel having excellent toughness, and process of producing same
JPS60427B2 (ja) 冷間鍛造性のすぐれた快削鋼
US6146475A (en) Free-machining martensitic stainless steel
UA74258C2 (uk) Інструментальна сталь високої міцності, спосіб виготовлення деталей з такої сталі та готові деталі
Erdogan et al. Influence of intercritical austenitising, tempering time and martensite volume fraction on the tensile properties of ferritic ductile iron with dual matrix structure
CN106636850B (zh) 高温抗氧化性高强度掺稀土合金材料及制备方法
JP2002167652A (ja) 高強度・高耐疲労特性に優れた薄板材
TWI857829B (zh) 鋼材
JP3964675B2 (ja) 非オーステンパー処理球状黒鉛鋳鉄
PL33335B1 (pl) Stal zawierajaca olów
RU2753397C1 (ru) Отливка из высокопрочной износостойкой стали и способы термической обработки отливки из высокопрочной износостойкой стали
JP7617372B2 (ja) 摺動部品用鋼材及び摺動部品用鋼材の製造方法