RU2082815C1 - Износостойкая сталь для фасонных отливок - Google Patents
Износостойкая сталь для фасонных отливок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2082815C1 RU2082815C1 RU95116220A RU95116220A RU2082815C1 RU 2082815 C1 RU2082815 C1 RU 2082815C1 RU 95116220 A RU95116220 A RU 95116220A RU 95116220 A RU95116220 A RU 95116220A RU 2082815 C1 RU2082815 C1 RU 2082815C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- wear
- manganese
- vanadium
- resistant steel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к составу износостойкой стали для фасонных отливок. Предлагаемая сталь имеет повышенную твердость, износостойкость и жидкотекучесть, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,25-0,35; кремний 0,3-0,9; марганец 0,9-1,5; хром 0,5-1; никель 0,8-1,3; молибден 0,2-0,4; ванадий 0,02-0,1; медь 0,5-1; железо остальное. Из стали могут изготавливаться литые детали оборудования для горнодобывающей, дорожно-строительной и других отраслей народного хозяйства. 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии сталей, используемых в машиностроении, в частности, для изготовления литых изнашиваемых деталей дробильно-размольного оборудования, зубьев ковшей экскаваторов и драг, работающих в условиях одновременного воздействия высоких контактных нагрузок, абразивных частиц и трения.
Для изготовления износостойких деталей применяются стали аустенитного, перлитного и мартенситного классов. Стали аустенитного класса обладают недостаточной стойкостью при износе без приложения достаточных давлений ударного действия. Наиболее широко применяются в промышленности в настоящее время стали перлитного класса, например 20ГЛ, 30ХЛ, 35ХМФЛ (ГОСТ 21357 "Отливки из хладостойкой и износостойкой стали"). Однако, их твердость после термической обработки (не более HRC 28) обеспечивает высокую износостойкость только при сравнительно низком уровне энергии внешнего воздействия. С возрастанием же степени ударного воздействия абразивных частив наиболее широко используются стали мартенситного класса, например 30Х3НЗ, 65Х4Н4М, 70Х3Н3, 25ХГНЗМ (Погодаев Л.М. Лукин Н.В. Режимы работы и долговечность деталей землесосных снарядов. М. Транспорт, 1990, с. 192).
Наиболее близкой по составу ингредиентов к предлагаемой стали является низкоуглеродистая свариваемая сталь (авт. св. СССР N 174931 кл. C 22 C 38/58) мартенситного класса, содержащая, мас.
Углерод 0,12-0,20
Кремний 0,20-0,40
Марганец 1,50-2,40
Никель 0,50-0,80
Хром 1,50-2,00
Молибден 0,20-0,40
Железо Остальное
Сталь-прототип не обладает достаточной твердостью, абразивной износостойкостью и жидкотекучестью, отличается крупнозернистостью, неравномерностью механических свойств, ярко выраженными границами первичной кристаллизации.
Кремний 0,20-0,40
Марганец 1,50-2,40
Никель 0,50-0,80
Хром 1,50-2,00
Молибден 0,20-0,40
Железо Остальное
Сталь-прототип не обладает достаточной твердостью, абразивной износостойкостью и жидкотекучестью, отличается крупнозернистостью, неравномерностью механических свойств, ярко выраженными границами первичной кристаллизации.
Целью изобретения является создание износостойкой стали, обладающей повышенной твердостью, износостойкостью и жидкотекучестью, предназначенной для фасонных отливок.
Цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден и железо, дополнительно содержит ванадий и медь.
Предлагаемая сталь содержит, мас.
Углерод 0,25-0,35
Кремний 0,30-0,90
Марганец 0,90-1,50
Хром 0,50-1,00
Никель 0,80-1,30
Молибден 0,20-0,40
Ванадий 0,02-0,10
Медь 0,50-1,00
Железо Остальное
Углерод является одним из главных упрочнителей стали, резко повышающим износостойкость за счет образования карбидов легирующих элементов и легирования твердого раствора. Содержание углерода менее 0,25 мас. не обеспечивает необходимой твердости и износостойкости стали, а более 0,35 мас. приводит к заметному снижению пластических и вязких характеристик предлагаемой стали и к повышению вероятности возникновения трещин при проведении закалки с охлаждением в воду отливок сложной формы.
Кремний 0,30-0,90
Марганец 0,90-1,50
Хром 0,50-1,00
Никель 0,80-1,30
Молибден 0,20-0,40
Ванадий 0,02-0,10
Медь 0,50-1,00
Железо Остальное
Углерод является одним из главных упрочнителей стали, резко повышающим износостойкость за счет образования карбидов легирующих элементов и легирования твердого раствора. Содержание углерода менее 0,25 мас. не обеспечивает необходимой твердости и износостойкости стали, а более 0,35 мас. приводит к заметному снижению пластических и вязких характеристик предлагаемой стали и к повышению вероятности возникновения трещин при проведении закалки с охлаждением в воду отливок сложной формы.
Кремний необходимая технологическая добавка для раскисления стали при ее выплавке, что обеспечивает необходимые пластические свойства стали. Содержание кремния менее 0,30 мас. не обеспечивает нужной степени раскисления стали, вследствие чего металл становится хрупким. Увеличение содержания кремния более 0,90 мас. снижает ударную вязкость и износостойкость стали.
Марганец способствует снижению вредного влияния серы и увеличению прокаливаемости стали. Содержание марганца менее 0,90 мас. не обеспечивает необходимого упрочнения феррита. Содержание марганца свыше 1,50 мас. приводит к увеличению чувствительности стали к перегреву при закалке и склонности к необратимой хрупкости в интервале температур 200-500oC.
Легирование хромом используется для обеспечения высокой износостойкости стали за счет образования преимущественно специальных карбидов Cr7C3, что в свою очередь способствует увеличению содержания марганца в феррите, при этом повышается прокаливаемость и твердость стали. Содержание хрома менее 0,50 мас. не обеспечивает необходимой твердости стали, а более 1,00 мас. приводит к чрезмерному увеличению содержания карбидной фазы. Карбиды хрома могут служить концентраторами напряжений и обуславливать возникновение усталостных трещин.
Легирование никелем (0,80-1,30 мас.) существенно повышает прокаливаемость стали, уровень ее пластических свойств, способствует получению отливок с большей равномерностью механических свойств и снижает склонность стали к перегреву при термической обработке.
Присадка в сталь молибдена в пределах 0,20-0,40 мас. повышает прокаливаемость стали и способствует получению износостойкой структуры с высокой твердостью и вязкостью, а также уменьшает склонность стали к отпускной хрупкости в интервале температур 500-600oC.
Введение в сталь 0,02-0,10 мас. ванадия позволяет эффективно управлять процессами первичной и вторичной кристаллизации стали за счет протекания процессов карбидообразования и способствует измельчению литой структуры. Образование мелкодисперсных, равномерно распределенных в структуре, карбидов ванадия приводит к повышению твердости стали и ее износостойкости без снижения значений ударной вязкости. Содержание ванадия менее 0,02 мас. не оказывает существенного влияния на свойства стали. При содержании ванадия более 0,10 мас. избыточные карбиды ванадия могут служить концентраторами напряжений и привести к возникновению усталостных трещин.
С целью повышения жидкотекучести с одновременным сохранением пластичности и ударной вязкости в сталь вводится 0,50-1,00 мас. меди. При легировании медью понижается температура солидуса на 50-20oC и ликвидуса на 60-30oC, что способствует увеличению практической жидкотекучести стали без увеличения интервала затвердевания стали. Увеличение содержания меди более 1,00 мас. приводит к выделению в процессе отпуска дисперсной медистой ε-фазы, вызывающей снижение пластичности и ударной вязкости стали.
Пример.
Предлагаемая сталь исследована на металле лабораторных и промышленных плавок.
В индукционной печи с магнезитовой футеровкой и емкостью тигля 100 кг выплавляли опытные составы предлагаемой и известной сталей по общепринятой технологии. Окончательное раскисление осуществляли в ковше силикокальцием в количестве 0,2 мас. и алюминием в количестве 0,05 мас. Металл разливался в сухие песчано-глинистые формы с получением слитков сечением 130х130 мм. Слитки подвергались термической обработке: нормализации, закалке и отпуску. После термической обработки из слитков вырезали образцы для определения твердости и износостойкости стали. В термически обработанном состоянии структура стали представляет собой тонкодисперсный сорбит отпуска, ориентированный по мартенситу. Стойкость на абразивное изнашивание оценивалась при трении о нежестко закрепленные частицы и на ударно-абразивное изнашивание - многократными прямыми ударами изнашивающейся поверхности об абразивную прослойку. Величина износостойкости оценивалась как среднее значение по потерям веса трех образцов с единицы площади их рабочей поверхности после испытаний в течение определенного времени.
В таблице приведены химический состав и свойства предлагаемой износостойкой стали и известной стали.
При выходе за пределы предложенного состава стали свойства стали ухудшаются.
Эксплуатационные испытания показали, что ресурс работы отливок из предлагаемой стали увеличился в 1,3-1,5 раза по сравнению с известной сталью.
Сталь предлагаемого состава имеет высокую стойкость при абразивном и ударно-абразивном изнашивании и низкую склонность к трещинообразованию при литье и термической обработке. Предлагаемая сталь обладает хорошими литейными свойствами и может использоваться для отливок любой массы и конфигурации.
Указанные преимущества позволяют использовать предлагаемую сталь для изделий машиностроения, работающих в условиях одновременного воздействия высоких контактных нагрузок, абразивных частиц и трения.
Claims (1)
- Износостойкая сталь для фасонных отливок, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ванадий и медь при следующем соотношении компонентов, мас.Углерод 0,25 0,35
Кремний 0,3 0,9
Марганец 0,9 1,5
Хром 0,5 1,0
Никель 0,8 1,3
Молибден 0,2 0,4
Ванадий 0,02 0,10
Медь 0,5 1,0
Железо Остальноео
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95116220A RU2082815C1 (ru) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | Износостойкая сталь для фасонных отливок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95116220A RU2082815C1 (ru) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | Износостойкая сталь для фасонных отливок |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2082815C1 true RU2082815C1 (ru) | 1997-06-27 |
RU95116220A RU95116220A (ru) | 1997-08-20 |
Family
ID=20172194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95116220A RU2082815C1 (ru) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | Износостойкая сталь для фасонных отливок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2082815C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102399533A (zh) * | 2011-09-26 | 2012-04-04 | 宁国市东方碾磨材料有限责任公司 | 耐磨耐腐蚀纳米研磨材料及其制备方法 |
-
1995
- 1995-09-19 RU RU95116220A patent/RU2082815C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1749310, кл. C 22 C 38/58, 1992. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102399533A (zh) * | 2011-09-26 | 2012-04-04 | 宁国市东方碾磨材料有限责任公司 | 耐磨耐腐蚀纳米研磨材料及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI101403B (fi) | Kulutuskestoinen teräs | |
CN1232884A (zh) | 高硅耐磨铸钢 | |
US4548643A (en) | Corrosion resistant gray cast iron graphite flake alloys | |
CN102242317A (zh) | 多元合金化抗冲击疲劳耐磨钢 | |
CN104087818A (zh) | 一种低铬合金耐磨球及其制备方法 | |
Bedolla-Jacuinde | Niobium in cast irons | |
JPH0121220B2 (ru) | ||
RU2082815C1 (ru) | Износостойкая сталь для фасонных отливок | |
CN101423916B (zh) | 一种低合金耐磨耐蚀钢及其制造方法 | |
CN106521294B (zh) | 一种Si-Mn合金化耐磨铸钢的制备方法 | |
SU1310451A1 (ru) | Чугун | |
RU2753397C1 (ru) | Отливка из высокопрочной износостойкой стали и способы термической обработки отливки из высокопрочной износостойкой стали | |
RU2656911C1 (ru) | Износостойкая метастабильная аустенитная сталь | |
RU2105821C1 (ru) | Способ получения отливок из износостойкой стали | |
RU2230817C1 (ru) | Чугун | |
RU2356989C1 (ru) | Белый чугун | |
RU2203344C2 (ru) | Литейная сталь | |
RU2087579C1 (ru) | Износостойкий чугун | |
RU2287602C1 (ru) | Антифрикционный чугун | |
SU1725757A3 (ru) | Износостойкий чугун | |
RU2037551C1 (ru) | Чугун | |
RU2137859C1 (ru) | Износостойкая сталь | |
SU1355639A1 (ru) | Износостойкий чугун | |
SU1719456A1 (ru) | Износостойкий сплав | |
SU1587072A1 (ru) | Чугун с шаровидным графитом дл отливок |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090920 |