PL79259B1 - - Google Patents

Description

Stale o wysokiej wytrzymalosci Przedmiotem wynalazku jest stal o wysokiej wy¬ trzymalosci, przeznaczona zwlaszcza na lozyska toczne.Wiadomym jest powszechnie, ze dodatek siarki do stali, w ilosci przekraczajacej normalna zawar- 5 tosc tego pierwiastka pozostala po operacji zwyk¬ lego swiezenia stali, to jest w ilosci do 0,l°/o lub wiecej, jest przyczyna powstawania wtracen siar¬ czków zelaza oraz siarczków innych skladników i dodatków stopowych. Te wtracenia siarczków, 10 badz dzieki powodowanemu przez nie zjawisku kruchosci wióra, badz tez na skutek efektu sma¬ rowania wystepujacego w zwiazku z topieniem sie tych wtracen pod wplywem ciepla powstajacego w miejscu zetkniecia sie narzedzia skrawajacego 15 z przedmiotem obrabianym, ulatwiaja obróbke mechaniczna stali, zmniejszajac ilosc energii po¬ trzebnej do wykonania tej obróbki i zwiekszajac znacznie ilosc materialu usuwanego przez narze¬ dzie przy kazdym kolejnym przejsciu. 20 Taki celowy dodatek siarki znajduje powazne zastosowanie w przypadku stali miekkich i srednio twardych, majacych w stanie ich uzytkowania nie¬ wielka lub srednia twardosc, na przyklad ponizej 50 HRC. W wielu przypadkach stale te, przy tak 25 podwyzszonej zawartosci siarki, maja wlasnosci mechaniczne wystarczajace w warunkach ich sto¬ sowania.Wiadomym jest jednak równiez, ze wspomnia¬ ne wtracenia niemetaliczne zawarte w stali wply- 30 2 waja na jej wlasnosci mechaniczne, a zwlaszcza na wytrzymalosc na zmienne obciazenia. Wplyw ten jest tym wiekszy im wyzsza jest twardosc sta¬ li. Tak wiec przy twardosci rzedu ponizej 32 HRC granica wytrzymalosci na zmeczenie stali kon¬ strukcyjne o podwyzszonej zawartosci siarki wy¬ nosi polowe wartosci normalnej wytrzymalosci tej stali na rozerwanie. Ten stosunek granicy wy¬ trzymalosci zmeczeniowej do wytrzymalosci na rozerwanie zmniejsza sie bardzo gwaltownie przy wyzszej twardosci stali. Od pewnej okreslonej granicy mozna stwierdzic wyrazny spadek wytrzy¬ malosci zmeczeniowej przy stalym wzroscie twar¬ dosci.Zjawisko to jest zasadniczo tlumaczone obecnos¬ cia wtracen niemetalicznych, które zwlaszcza jesli spójnosc miedzy nimi i otaczajacym je metalem jest niewielka lub zadna, stanowia poczatek za¬ rodków pekniec zmeczeniowych. Znaczne zmniej¬ szenie wspomnianego efektu, stwierdzone przy stalach przerabianych w prózni, w warunkach zmniejszajacych ilosc wtracen niemetalicznych w duzym stopniu, potwierdza to tlumaczenie.Wynika z tego, ze stale konstrukcyjne przezna¬ czone do utwardzania lub stale o wymaganych wysokich wlasnosciach mechanicznych i wysokiej wytrzymalosci, jak stale przeznaczone do wyro¬ bu lozysk tocznych, stale naweglane powierzchnio¬ wo przeznaczone na kola zebate, stale do wyrobu waznych czesci samochodowych i samolotowych, i 792593 79259 4 w ogólnosci, stale przeznaczone do obróbki po¬ wierzchniowej lub na wskros do twardosci powy¬ zej 50 HRC oraz narazone podczas pracy na obcia¬ zenie zmienne, powinny odpowiadac z reguly okreslonym normom ograniczajacym ilosc i wiel¬ kosc wtracen niemetalicznych w nich zawartych.Normy takie istnieja w wielu krajach. Obejmuja one w zasadzie wszystkie rodzaje wtracen wy¬ stepujacych w stalach obrabianych metodami kon¬ wencjonalnymi lub specjalnymi i dotycza zwlasz¬ cza siarczków.Nie zaskakuje wiec fakt, ze przy produkcji sta¬ li o wysokich wlasnosciach mechanicznych, prze¬ znaczonych do pracy przy zmiennych obciazeniach, nie stosuje sie celowo mniejszych lub wiekszych dodatków siarki. Tak wiec nie korzysci wynikaja¬ ce ze stosowania dodatku siarki, jak to opisano ipowyzej w odniesieniu do stali miekkich i sred¬ nio twardych, nie mniej wazne niz twardosc stali, nie znajduja zastosowania przy stalach twardych i stale te sa trudne do obróbki wiórowej. Cho¬ ciaz sygnalizowano juz, na skutek badan prowa¬ dzonych odnosnie wplywu róznych rodzajów wtra¬ cen na wytrzymalosc stali na obciazenia zmienne, ze obecnosc siarczkowych wtracen stali jest nie¬ szkodliwa i obojetna dla wytrzymalosci, to jed¬ nakze zawartosc siarki w stali zostala utrzyma¬ na na wysokosci uzyskiwanej podczas zwyklej operacji swiezenia i nie byla nigdy celowo pod¬ wyzszana powyzej tej ilosci wynoszacej do 0,03%.Przedmiotem wynalazku jest stal o wysokich wlasnosciach mechanicznych przeznaczona na lo¬ zyska kulkowe, iglice zwrotnic, walce i tym po¬ dobne wyroby, posiadajaca wysoka wytrzymalosc zmeczeniowa i podwyzszona wytrzymalosc na ob¬ ciazenia zmienne.Stal wedlug wynalazku, dajaca sie obrabiac cieplnie i/lub chemicznie, miejscowo lub w calej objetosci, do twardosci powyzej 50 HRC, charakte¬ ryzuje sie zawartoscia siarki równa co najmniej 0,050% wagowo i mogaca dochodzic nawet do 0,400%. Najkorzystniejsza zawartosc siarki wyno¬ si od 0,050% do O',il50%.Wymieniona zawartosc siarki w stali wedlug wynalazku otrzymuje sie przez dodanie tego pier¬ wiastka po przeprowadzeniu swiezenia i odtlenia- nia znanymi w praktyce stalowniczej sposobami.Dodatek siarki w takiej ilosci pozwala z jednej strony na poprawe wlasnosci obróbkowych, a z drugiej strony, wibrew powszechnie panujacemu przekonaniu, równiez i pewnych wlasnosci me¬ chanicznych. Nieoczekiwanie okazalo sie, ze gra¬ nica wytrzymalosci na zmeczenie tej stali wyraz¬ nie wzrasta, gdy zawartosc siarki przekroczy 0,050% i wzrost ten utrzymuje sie do zawartosci siarki rzedu 0,400%.Sklad chemiczny stali wedlug wynalazku jest nastepujacy: C 0,9 do 1,15% wagowo Mn od 1,5% wzwyz Cr 0,5 do 2,0% Mo od Oi,3% wzwyz V od 0,3% wzwyz Si 0 do 1,0% S 0;06% do 0,40%, najkorzystniej 0,05 do 0,15% Fe — .reszta f W celu porównania jakosci stali lozyskowej do¬ tychczas stosowanej ze stala lozyskowa wedlug wynalazku wykonano w takich samych warun¬ kach dwie dwutonowe wlewki o nastepujacym skladzie chemicznym: Stal wedlug wynalazku o skladzie C 1% Cr 1,5% Fe i zanieczyszczenia — reszta przy zawartosci siarki 0,008% Stal wedlug wynalazku o skladzie C 1% Cr 1,5% S 0,102% — dodatek wolnego siarczku zelaza po zakonczeniu swiezenia i odtleniania Fe i zanieczyszczenia — reszta Badania zmeczeniowe przy zginaniu rotacyjnym przeprowadzono na próbkach Moor'a wykonanych z obu stali. Próbki przed badaniem poddano na¬ stepujacej obróbce: nagrzewanie przez 20 minut w kapieli solnej o temperaturze 850°C, studzenie w oleju i wytrzymanie w temperaturze 170°C przez 1 godzine. Po obróbce uzyskano twardosc okolo 62 HRC. Wyniki badan przedstawiono w po¬ staci krzywych Wóhlera, odpowiednio A i B, na zalaczonym rysunku. Z rysunku widac, ze wzrost wytrzymalosci zmeczeniowej stali wedlug wyna¬ lazku w stosunku do stali znanej wynosi ponad 6kG/mm2. Poprawa dotyczy zarówno kierunku wzdluznego jak i poprzecznego próbki. PL PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe

1. Stal o wysokiej wytrzymalosci, przeznaczona zwlaszcza na lozyska toczne, znamienna tym, ze zawiera w stosunku wagowym: 0,90 — 1,15% wegla, 0 — 1,5% manganu, 0,5 — 2% chromu, 0 — 0,3% molibdenu, 0 — 0,3% wanadu, 0 — 1% krzemu, 0,05 — 0,40% siarki, najkorzystniej 0,05 do 0,15%. 10 15 20 25 30 35 40 45 50KI. 40b,39/28 79259 MKP C22c 39/28 Patent 79259 Errata lam 4, wiersz 15 jest: dwie dwutonowe wlewki powinno byc: dwa dwutonowe wlewki lam 4, wiersz 17 jest: Stal wedlug wynalazku o skladzie powinno byc: Stal znana o skladzie 85 80 75 70\ i A ^ 105 10' w7 To8 PL PL