RU1786177C - Литейна сталь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к термостойкой литейной стали, обладающей специальными свойствами. С целью повышени  механических и эксплуатационных свойств сталь дополнительно содержит медь, сурьму и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,3-0,7; марганец 1-1,7; кремний 0,2-0,6; хром 2,9-6,7; ванадий 1,0-1,5; молиб- денО,15-0,9; азот 0,12-0,3; церий 0,08-0,2; кальций 0,005-0,1; медь 0,81-1,3; сурьма 0,02-0,2; бор 0,001-0,006; железо остальное .

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к высокопрочным термостойким стал м дл  отливок, обладающих специальными свойствами.

Известна термостойка  литейна  сталь, содержаща , мас.%:

Углерод0,1-0,3

Кремний0,6-1,8

Марганец0,5-2,0

Хром3,0-6,0

Ванадий0,08-0,2

Один элемент из группы, содержащей кальций и алюминий 0,005-0,1

Молибден0,12-0,9

Церий0,002-0,02

Азот0,002-0,08

Стронций0,001-0,06

ЖелезоОстальное.

Термическа  стойкость известной стали , прин той в качестве прототипа, составл ет 462-560 циклов нагрева до 1000°С и охлаждени  на спокойном воздухе до по влени  трещин. Врем  до по влени  дефектов межкристаллитной коррозии (МКК) по методу AM ГОСТ 6032-75 составл ет 201,6- 280 гс, а предел коррозионной усталости

при испытании на базе 10 циклов - 23,4-30,6 МПа.

Недостатком известной стали  вл етс  низка  эксплуатационна  стойкость в услови х сухого трени , не превышающа  1100- 1380 ч. Предел прочности при раст жении - 560-650 МПа, а предельна  температура сохранени  антизадирных свойств не превышает 450-500°С.

Цель изобретени  - повышение механических и эксплуатационных свойств n-али в литых издели х.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что литейна  сталь, содержаща  углерод, кремний; марганец, хром, ванадий, молибден, церий, азот, кальций и железо, дополнительно содержит медь, сурьму и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Ванадий

Молибден

Азот

0,3-0,7 0,2-0,6 1,0-1,7 2,9-6,7 1,0-1,5 0,15-0,9 0,12-0,3

(Л

00

о

4 vj

0,08-0,2

0,005-0,1

0,81-1,3

0,02-0,2

0,001-0,006

Остальное.

Существенными отличи ми предложенного технического решени   вл ютс  дополнительное легирование стали медью в количестве 0,81 -1,3% и сурьмой в количестве 0,02-0,2% и модифицирование ее бором (0,001-0,006%), что существенно повышает ее механические и эксплуатационные свойства .

Дополнительное введение меди обусловлено ее легирующим и упрочн ющим вли нием на металлическую основу, измельчением структуры, повышением термической и эксплуатационной стойкости. При концентрации меди до 0,81% упрочнение структуры и повышение механических и эксплуатационных свойств недостаточно. При увеличении концентрации меди более 1,3% повышаетс  ликваци , снижаетс  термическа  стойкость и увеличиваетс  износ при трении.

Сурьма оказывает микролегирующее и стабилизирующее вли ние на структуру, повыша  стабильность износостойкости и антизадирных свойств, предела прочности и эксплуатационной стойкости, Верхний предел концентрации сурьмы обусловлен снижением термостойкости и пластических свойств при более высоких ее содержани х. При концентраци х сурьмы менее 0,02% снижаютс  характеристики износостойкости , механических и эксплуатационных свойств.

Введение бора обусловлено его модифицирующим вли нием, повышением дисперсности структуры и предельной температуры сохранени  антизадирных свойств, термической и эксплуатационной стойкостью стали. Его модифицирующее вли ние начинает сказыватьс  с концентрацией 0,001%. При увеличении содержани  бора более 0,006% Снижаютс  характеристики упругости, трещиностойкости и эксплуатационных свойств.

Содержание азота повышено до 0,12-0,3%, что способствует повышению механических свойств и стаоильности антизадирных и эксплуатационных свойств. При концентрации азота до 0,12% антиза- дирные и эксплуатационные свойства недостаточны , а при концентрации азота более 0,3% увеличиваетс  содержание неметаллических включений по границам зерен и снижаютс  упругопластические и эксплуатационные свойства.

Содержание легирующих компонентов (хром 2,9-6,7%, молибден 0,15-0,9%, марганец 1,0-1,7% и ванадий 1,0-1,5%) прин то в пределах, обеспечивающих на высоком

уровне как прочностные и эксплуатационные свойства, так и коэффициент трени  и упругопластические свойства. При концентраци х менее нижних пределов отмечаетс  больша  потер  упругости при повышенных

0 температурах, снижаютс  механические и эксплуатационные свойства. При концентраци х выше верхних пределов снижаетс  однородность структуры, ухудшаютс  упругопластические свойства и стабильность ко5 эффициента трени .

Повышение содержани  углерода до 0,3-0,7% обусловлено необходимостью получени  стабильной структуры, прочности , твердости, термостойкости и эксплуата0 ционных свойств. При увеличении концентрации углерода более 0,7% укрупн етс  структура, ухудшаютс  упруго-пластические и эксплуатационные свойства. При снижении концентрации углерода ме5 нее 0,3% характеристики износостойкости, термостойкости и эксплуатационных свойств недостаточны, Кремний снижает износостойкость и эксплуатационную стойкость , поэтому его верхний предел

0 ограничен концентрацией 0,6%.

Церий (0,08-0,2%) и кальций (0,005- 0,1 %) модифицируют и измельчают структуру , улучшают фактор формы структурных составл ющих и способствуют повышению

5 механических и эксплуатационных свойств. При увеличении их концентрации выше верхних пределов повышаетс  угар, снижаютс  упруго-пластические свойства, однородность структуры и стабильность эксплуата0 ционных свойств.

Изобретение осуществл етс  следующим образом. Выплавку сталей провод т в открытых индукционных печах с основной футеровкой под основным шлаком. Темпе5 ратура перегрева расплава в печи 1600- 1640°С. Микролегирование расплава медью производ т в конце плавки после операции рафинировани . Модифицирование стали ферроборомФБ13/ТУ 15-4-14-84/, ферро0 церием ЦеМ /Т7 48-4-216-72/, сурьмой Су-3-7ГОСТ 1089-73/ и силикокальцием СК20 - в ковше.

Разливку сталей в сухие литейные формы производ т при температуре 15505 1580°С.

В табл.1 приведены химические составы литейных сталей.

В табл.2 - механические и эксплуатационные свойства литейных сталей опытных плавок. Термостойкость определ ют в уелови х термоциклировани  в интервале 20- 1000°С, а упругие и антифрикционные свойства - при нагреве до 600°С.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Литейна  сталь, содержаща  углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, молибден , азот, церий, кальций и железо, отличаю щ а   с   тем, что, с целью повышени  механических и эксплуатационных свойств, она дополнительно содержит медь, сурьму и бор при следующем соотношении компонентов , мас.%:

   0

   Углерод

   Марганец

   Кремний

   Хром

   Ванадий

   Молибден

   Азот

   Церий

   Кальций

   Медь

   Сурьма

   Бор

   Железо

   0,3-0.7 1,0-1,7 0,2-0,6 2,9-6,7 1,0-1,5 0,15-0,9 0,12-0,3 0,08-0,2 0,005-0,1 0,81-1,3 0,02-0,2 0,001-0.006 Остальное.

   Углерод

   Марганец

   Кремний

   Хром

   Ванадий

   Медь

   Азот

   Молибден

   Церий

   Сурьма

   Бор

   Кальций

   Стронций

   Железо

   Остальн. Остальн.Остэльн.Остальн.Остальн Остальн.

   Таблица 1

   Таблица2