RU2340699C2 - Steel for grinding balls - Google Patents

Steel for grinding balls Download PDF

Info

Publication number
RU2340699C2
RU2340699C2 RU2006138549/02A RU2006138549A RU2340699C2 RU 2340699 C2 RU2340699 C2 RU 2340699C2 RU 2006138549/02 A RU2006138549/02 A RU 2006138549/02A RU 2006138549 A RU2006138549 A RU 2006138549A RU 2340699 C2 RU2340699 C2 RU 2340699C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
balls
manganese
titanium
silicon
Prior art date
Application number
RU2006138549/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006138549A (en
Inventor
В чеслав Владимирович Павлов (RU)
Вячеслав Владимирович Павлов
Лариса Викторовна Корнева (RU)
Лариса Викторовна Корнева
Ольга Петровна Атконова (RU)
Ольга Петровна Атконова
Валерий Петрович Дементьев (RU)
Валерий Петрович Дементьев
Леонид Александрович Годик (RU)
Леонид Александрович Годик
Николай Анатольевич Козырев (RU)
Николай Анатольевич Козырев
Евгений Павлович Кузнецов (RU)
Евгений Павлович Кузнецов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=39799649&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2340699(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" filed Critical Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат"
Priority to RU2006138549/02A priority Critical patent/RU2340699C2/en
Publication of RU2006138549A publication Critical patent/RU2006138549A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2340699C2 publication Critical patent/RU2340699C2/en

Links

Landscapes

  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: steel contains carbon, manganese, silicon, aluminum, boron, copper, titanium, chrome, nickel, nitrogen, iron and admixtures, at following ratio of components, wt %: carbon 0.65-0.75, manganese 0.70-0.80, silicon 0.20-0.35, aluminum 0.010-0.025, nitrogen 0.005-0.025, titanium 0.005-0.010, chrome 0.40-0.50, nickel 0.01-0.30, boron 0.001-0.003, iron is the rest, at that admixtures are in following numbers: sulphur - not more than 0.030%, phosphorus - not more than 0.030% and copper - not more than 0.30%.
EFFECT: increasing of endurance and hardness of grinding balls.
2 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к стали, используемой для производства мелющих шаров.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to steel used for the production of grinding balls.

Известна выбранная в качестве прототипа сталь [1], содержащая (в мас.%):Known selected as a prototype steel [1], containing (in wt.%):

углеродcarbon 0,45-0,650.45-0.65 марганецmanganese 0,60-1,000.60-1.00 кремнийsilicon 0,60-1,200.60-1.20 алюминийaluminum 0,01-0,060.01-0.06 борboron 0,0025-0,00400.0025-0.0040 медьcopper 0,06-0,360.06-0.36 титанtitanium 0,02-0,060.02-0.06 железоiron остальноеrest

Существенным недостатком данной стали является низкая твердость и эксплуатационная стойкость шаров, изготовленных из данной стали.A significant disadvantage of this steel is the low hardness and service life of balls made of this steel.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются повышение износостойкости и твердости мелющих шаров.The desired technical results of the invention are to increase the wear resistance and hardness of grinding balls.

Для достижения этого сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий, бор, медь, титан и железо, дополнительно содержит хром, никель и азот при следующем соотношении компонентов (в мас.%):To achieve this, steel containing carbon, manganese, silicon, aluminum, boron, copper, titanium and iron additionally contains chromium, nickel and nitrogen in the following ratio of components (in wt.%):

углеродcarbon 0,65-0,750.65-0.75 марганецmanganese 0,70-0,800.70-0.80 кремнийsilicon 0,20-0,350.20-0.35 алюминийaluminum 0,010-0,0250.010-0.025 азотnitrogen 0,005-0,0250.005-0.025 титанtitanium 0,005-0,0100.005-0.010 хромchromium 0,40-0,500.40-0.50 никельnickel 0,01-0,300.01-0.30 борboron 0,001-0,0030.001-0.003 железоiron остальноеrest

при этом примеси содержатся в следующих количествах: сера - не более 0,030%, фосфор - не более 0,030% и медь - не более 0,30%.while the impurities are contained in the following amounts: sulfur - not more than 0.030%, phosphorus - not more than 0.030% and copper - not more than 0.30%.

Заявляемый химический состав стали для мелющих шаров подобран исходя из следующих предпосылок.The inventive chemical composition of steel for grinding balls is selected based on the following premises.

Содержание углерода выбрано исходя из обеспечения достаточной твердости и прокаливаемости стали. При концентрации его в стали менее 0,65% твердость шаров снижается, а при увеличении концентрации углерода более 0,75% повышается склонность их к трещинообразованию.The carbon content is selected based on ensuring sufficient hardness and hardenability of the steel. When its concentration in steel is less than 0.65%, the hardness of the balls decreases, and with an increase in carbon concentration of more than 0.75%, their tendency to crack formation increases.

Соотношение марганца выбрано, исходя из того, что при содержании марганца до 0,80% обеспечивается повышение твердости, прокаливаемости и сопротивляемости к трещинообразованию. Нижний предел выбран, исходя из того, что марганец при содержании менее 0,70% не оказывает влияние на прокаливаемость.The ratio of manganese is selected based on the fact that when the manganese content is up to 0.80%, an increase in hardness, hardenability and resistance to cracking is provided. The lower limit is chosen based on the fact that manganese with a content of less than 0.70% does not affect hardenability.

Кремний в заявляемых пределах исключает раскол шаров при ударных нагрузках. При концентрации кремния менее 0,20% значительно увеличивается склонность шаров к раскалыванию при ударных нагрузках. При изготовлении шаров из стали выше верхнего заявляемого предела содержания кремния (0,35%) увеличивается склонность шаров к трещинообразованию.Silicon within the claimed limits eliminates the split balls during shock loads. At a silicon concentration of less than 0.20%, the tendency of the balls to crack during impact loads significantly increases. In the manufacture of steel balls above the upper declared limit of the silicon content (0.35%), the tendency of the balls to crack formation increases.

При увеличении содержания хрома до 0,50% повышается твердость и прокаливаемость стали, что в свою очередь приводит к увеличению износостойкости мелющих шаров. При содержании хрома менее 0,40% наблюдается уменьшение прокаливаемости стали и, следовательно, износостойкости шаров.With an increase in the chromium content to 0.50%, the hardness and hardenability of steel increases, which in turn leads to an increase in the wear resistance of grinding balls. When the chromium content is less than 0.40%, a decrease in hardenability of steel and, consequently, wear resistance of balls is observed.

Установленный предел концентрации никеля (0,01-0,30%) положительно влияет на снижение склонности шаров к раскалыванию при ударных нагрузках и увеличивает прокаливаемость стали. При содержании никеля менее установленного предела не обеспечивается требуемая прокаливаемость стали. Содержание никеля более 0,30% экономически нецелесообразно.The established nickel concentration limit (0.01-0.30%) has a positive effect on reducing the tendency of balls to crack during impact loads and increases the hardenability of steel. When the nickel content is less than the specified limit, the required hardenability of the steel is not provided. A nickel content of more than 0.30% is not economically feasible.

Содержание алюминия (0,010-0,025%) выбрано исходя, с одной стороны, из необходимости получения мелкого действительного зерна, с другой - из исключения образования недопустимых глиноземистых неметаллических включений, увеличивающих склонность шаров к раскалыванию при ударных нагрузках.The aluminum content (0.010-0.025%) was selected based on the one hand, on the basis of the need to obtain fine real grain, and on the other, on the exclusion of the formation of unacceptable alumina non-metallic inclusions, which increase the tendency of the balls to crack under impact loads.

Титан используется в качестве раскислителя и обеспечивает защиту бора от связывания в нитриды, что способствует повышению прокаливаемости стали. Исходя из этого, оптимальными значениями для титана являются его содержание 0,005-0,010%. Верхний предел концентрации титана выбран, исходя из экономических соображений.Titanium is used as a deoxidizing agent and protects boron from binding to nitrides, which increases the hardenability of steel. Based on this, the optimum values for titanium are its content of 0.005-0.010%. The upper limit of the concentration of titanium is selected based on economic considerations.

Концентрация азота менее 0,005% не приводит к образованию нитридов, обеспечивающих измельчение действительного зерна, и как следствие снижению склонности шаров к раскалыванию при ударных нагрузках. При повышении азота более 0,025% возможны случаи возникновения пятнистой ликвации и образования пузырей в стали в результате «азотного кипения».A nitrogen concentration of less than 0.005% does not lead to the formation of nitrides, which ensures the grinding of the actual grain, and as a result, a decrease in the tendency of balls to crack during impact loads. With an increase in nitrogen of more than 0.025%, there may be cases of spotted segregation and the formation of bubbles in steel as a result of "nitrogen boiling".

Ограничение содержания серы, фосфора и меди выбрано, исходя из обеспечения качества поверхности готовых мелющих шаров.The limitation of the content of sulfur, phosphorus and copper is selected based on ensuring the quality of the surface of the finished grinding balls.

Серия опытных плавок с заявляемым химическим составом была выплавлена в дуговых печах ДСП-100Н10. Химический состав приведен в таблице 1. После разливки стали на МНЛЗ осуществляли прокатку и термообработку шаров с прокатного нагрева по технологии двухстадийного охлаждения с самоотпуском. Результаты испытаний приведены в таблице 2. Таким образом, заявляемый химический состав обеспечивает повышение твердости и износостойкости шаров.A series of experimental swimming trunks with the claimed chemical composition was smelted in DSP-100N10 arc furnaces. The chemical composition is shown in table 1. After casting the steel at the continuous casting machine, the balls were rolled and heat treated from the rolling mill using the two-stage cooling technology with self-tempering. The test results are shown in table 2. Thus, the inventive chemical composition provides increased hardness and wear resistance of the balls.

Таблица 1.Table 1. Химический состав стали, мас.%The chemical composition of steel, wt.% СоставStructure СFROM SiSi MnMn CrCr TiTi AlAl NN ВAT NiNi SS РR CuCu FeFe 1one 0,460.46 0,200.20 0,700.70 0,400.40 0,0050.005 0,0150.015 0,0050.005 0,0010.001 0,010.01 0,0050.005 0,0150.015 0,050.05 ост.rest 22 0,700.70 0,280.28 0,780.78 0,400.40 0,0110.011 0,0150.015 0,0080.008 0,0010.001 0,140.14 0,0080.008 0,0190.019 0,060.06 ост.rest 33 0,710.71 0,240.24 0,760.76 0,420.42 0,0090.009 0,0180.018 0,0100.010 0,0030.003 0,300.30 0,0160.016 0,0190.019 0,070,07 ост.rest 4four 0,580.58 0,330.33 0,690.69 0,450.45 0,0070.007 0,0160.016 0,0130.013 0,0020.002 0,280.28 0,0050.005 0,0280,028 0,120.12 ост.rest 55 0,570.57 0,260.26 0,790.79 0,480.48 0,0130.013 0,0200,020 0,0220,022 0,0030.003 0,250.25 0,0200,020 0,0230,023 0,200.20 ост.rest 66 0,750.75 0,350.35 0,800.80 0,500.50 0,0100.010 0,0200,020 0,0250,025 0,0030.003 0,300.30 0,0300,030 0,0300,030 0,300.30 прототипprototype 0,45-0,650.45-0.65 0,60-1,200.60-1.20 0,60-0,800.60-0.80 -- 0,02-0,060.02-0.06 0,01-0,060.01-0.06 -- 0,0025-0,00400.0025-0.0040 -- -- -- 0,06-0,360.06-0.36 ост.rest

Таблица 2table 2 Механические свойства сталиMechanical properties of steel СоставStructure Твердость, МПаHardness, MPa Износ, гWear, g Количество шаров с трещинамиThe number of balls with cracks После термообработкиAfter heat treatment После 10-кратного паденияAfter a 10-fold drop 1one 495495 0,440.44 00 00 22 575575 0,310.31 2,62.6 4,14.1 33 578578 0,290.29 З,13 4,84.8 4four 517517 0,370.37 2,92.9 4,54,5 55 524524 0,350.35 3,03.0 4,14.1 66 595595 0,270.27 2,52,5 4,04.0 прототипprototype 440-560440-560 0,31-0,450.31-0.45 3,2-7,03.2-7.0 5,8-10,05.8-10.0

Источники информацииInformation sources

1. А.с. СССР №1446189, С22С 38/16.1. A.S. USSR No. 1446189, C22C 38/16.

Claims (1)

Сталь для мелющих шаров, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий, бор, медь, титан и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хром, никель и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:Steel for grinding balls containing carbon, manganese, silicon, aluminum, boron, copper, titanium and iron, characterized in that it additionally contains chromium, nickel and nitrogen in the following ratio, wt.%: углеродcarbon 0,65-0,750.65-0.75 марганецmanganese 0,70-0,800.70-0.80 кремнийsilicon 0,20-0,350.20-0.35 алюминийaluminum 0,010-0,0250.010-0.025 азотnitrogen 0,005-0,0250.005-0.025 титанtitanium 0,005-0,0100.005-0.010 хромchromium 0,40-0,500.40-0.50 никельnickel 0,01-0,300.01-0.30 борboron 0,001-0,0030.001-0.003 железоiron остальное,rest,
при этом примеси содержатся в следующих количествах: сера - не более 0,030%, фосфор - не более 0,030% и медь - не более 0,30%.while the impurities are contained in the following amounts: sulfur - not more than 0.030%, phosphorus - not more than 0.030% and copper - not more than 0.30%.
RU2006138549/02A 2006-10-31 2006-10-31 Steel for grinding balls RU2340699C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138549/02A RU2340699C2 (en) 2006-10-31 2006-10-31 Steel for grinding balls

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138549/02A RU2340699C2 (en) 2006-10-31 2006-10-31 Steel for grinding balls

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006138549A RU2006138549A (en) 2008-05-10
RU2340699C2 true RU2340699C2 (en) 2008-12-10

Family

ID=39799649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006138549/02A RU2340699C2 (en) 2006-10-31 2006-10-31 Steel for grinding balls

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2340699C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109988974A (en) * 2019-04-17 2019-07-09 昆山新浦瑞金属材料有限公司 Shot and preparation method thereof for metallic surface finishing

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006138549A (en) 2008-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6452454B2 (en) Rolled material for high strength spring and wire for high strength spring
KR101656980B1 (en) Stainless steel brake disc and method for manufacturing same
WO2015190088A1 (en) Wheel for railroad car and method for manufacturing wheel for railroad car
WO2014154140A1 (en) Low-alloy high-performance wear-resistant steel plate and manufacturing method therefor
KR101333307B1 (en) Electric resistance welded steel pipe having excellent workability and excellent post-quenching fatigue properties
JP2003105496A (en) Spring steel having low decarburization and excellent delayed fracture resistance
RU2340699C2 (en) Steel for grinding balls
RU2349675C2 (en) Wheel steel
RU2348735C2 (en) Wheeled steel
JP5141313B2 (en) Steel material with excellent black skin peripheral turning and torsional strength
RU2425169C2 (en) Steel
CN113136525A (en) Fatigue-resistant spring steel
KR101246456B1 (en) High strength steel sheet and method of manufacturing the high strength steel sheet
RU2368694C1 (en) Rail steel
JP2022505582A (en) Cryogenic austenitic high manganese steel with excellent corrosion resistance and its manufacturing method
CN111286680A (en) Low phosphorus, zirconium microalloyed crack resistant steel alloy composition and articles made therefrom
RU2440436C2 (en) Steel
RU2415194C1 (en) Steel
CN111334708B (en) High-strength spring steel with tensile strength of more than or equal to 2250MPa and excellent fatigue performance and production method thereof
CN116875892B (en) 1300 MPa-grade hot rolled steel plate for automobile upper assembly and production method thereof
RU2336362C1 (en) Steel for monorails of mine monorail ways
RU2425168C2 (en) Steel
RU2541255C1 (en) Reinforced structural steel with enhanced strength and method of thermal strengthening hot rolled stock
CN112912526B (en) High manganese steel material with excellent oxygen cutting performance and preparation method thereof
RU2496906C2 (en) Low-carbon steel, and rolled products from low-carbon steel of increased stability to hydrogen cracking and increased cold resistance

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131101