RU2450079C1 - Structural steel for volume-surface hardening - Google Patents

Structural steel for volume-surface hardening Download PDF

Info

Publication number
RU2450079C1
RU2450079C1 RU2011109067/02A RU2011109067A RU2450079C1 RU 2450079 C1 RU2450079 C1 RU 2450079C1 RU 2011109067/02 A RU2011109067/02 A RU 2011109067/02A RU 2011109067 A RU2011109067 A RU 2011109067A RU 2450079 C1 RU2450079 C1 RU 2450079C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
titanium
manganese
hardenability
zirconium
Prior art date
Application number
RU2011109067/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Алексеевич Кузнецов (RU)
Анатолий Алексеевич Кузнецов
Аркадий Моисеевич Пекер (RU)
Аркадий Моисеевич Пекер
Алексей Александрович Куприянов (RU)
Алексей Александрович Куприянов
Игорь Семёнович Лернер (US)
Игорь Семёнович Лернер
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-Производственная Компания Технология машиностроения и Объемно-поверхностная закалка" (ЗАО "НПК Техмаш и ОПЗ")
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
Application filed by Закрытое акционерное общество "Научно-Производственная Компания Технология машиностроения и Объемно-поверхностная закалка" (ЗАО "НПК Техмаш и ОПЗ") filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-Производственная Компания Технология машиностроения и Объемно-поверхностная закалка" (ЗАО "НПК Техмаш и ОПЗ")
Priority to RU2011109067/02A priority Critical patent/RU2450079C1/en
Priority to US13/979,167 priority patent/US20160017468A1/en
Priority to PCT/RU2011/000280 priority patent/WO2012125063A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2450079C1 publication Critical patent/RU2450079C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: steel contains components at the following ratio, wt %: carbon 0.15 - 1.2, manganese 0.005 - 1.8, silicon 0.005 -1.8, chrome 0.005 - 1.8, nickel 0.005 - 1.8, molybdenum 0.0001 - 0.5, tungsten 0.0001 - 1.5, boron 0.00001 - 0.007, copper 0.001 - 0.3, aluminium 0.03 - 0.1, nitrogen 0.0001 - 0.1, titanium 0.001 - 0.4, vanadium 0.001 - 0.4, zirconium 0.001 - 0.4, niobium 0.001 - 0.1, tantalum 0.001 - 0.1, calcium 0.001 - 0.03, sulfur 0.0001 - 0.035, phosphorus 0.0001 - 0.035, iron and unavoidable admixtures - balance.
EFFECT: production of steels of lower and regulated hardenability with finer austenite grain, more stable level of hardenability at considerably smaller dispersion of ideal critical diametre of hardening and depth of a hardened layer, produced directly on parts exposed to strengthened volume-surface hardening, and also the possibility to process thinner and finer parts with volume-surface and through strengthening.
3 cl, 4 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к разработке химических составов конструкционных сталей, упрочняемых термической обработкой - объемно-поверхностной закалкой (ОПЗ), осуществленной под руководством доктора технических наук, профессора, Заслуженного изобретателя РСФСР Шепеляковского К.З. [1]. Прежнее исходное название способа - поверхностная закалка при глубинном индукционном нагреве.The invention relates to the development of chemical compositions of structural steels, hardened by heat treatment - volume-surface hardening (SCR), carried out under the guidance of Doctor of Technical Sciences, professor, Honored inventor of the RSFSR Shepelyakovsky K.Z. [one]. The original name of the method is surface hardening with deep induction heating.

При этом было показано, что высокий комплекс механических свойств можно достигнуть на углеродистых и малолегированных сталях пониженной (ПП) и регламентированной (РП) прокаливаемости 1-го поколения [2], [3].At the same time, it was shown that a high complex of mechanical properties can be achieved on carbon and low-alloy steels of low (PP) and regulated (RP) hardenability of the 1st generation [2], [3].

Это стали, прокаливаемость которых согласована с размерами рабочего нагруженного сечения деталей; при этом в результате упрочнения ОПЗ поверхностные слои этого сечения оптимальной величиной 0,1-0,2 диаметра (толщины) имеют структуру мартенсита с твердостью HRC≈60, а в сердцевине - HRC=30-45.These are steels whose hardenability is consistent with the dimensions of the working loaded section of the parts; in this case, as a result of the SCR hardening, the surface layers of this section with an optimal value of 0.1-0.2 diameter (thickness) have a martensite structure with a hardness of HRC≈60, and in the core - HRC = 30-45.

Прокаливаемость сталей характеризуется значением идеального критического диаметра (Dкр.), которое и определяет оптимум глубины закаленного слоя применительно к конкретной детали, имеющей форму цилиндра, сферы или пластины.The hardenability of steels is characterized by the value of the ideal critical diameter (Dcr.), Which determines the optimum depth of the hardened layer in relation to a specific part having the form of a cylinder, sphere or plate.

Принципиально, стали ПП и РП имеют одно и то же предназначение и чисто условно отличаются только величиной идеального критического диаметра (Dкр.): для сталей ПП, как более ранних, он равен 8-16 мм, для современных сталей РП - более 16 мм.In principle, PP and RP steels have the same purpose and only conditionally differ only in the value of the ideal critical diameter (Dcr): for PP steels, as earlier, it is 8-16 mm, for modern RP steels - more than 16 mm.

Необходимый интервал Dкp. сталей ПП и РП для конкретного типа деталей достигался суммарным ограничением одного или группы элементов-примесей по верхнему пределу, что снижало точность и увеличивало этот интервал.The required interval Dkp. PP and RP steels for a particular type of part was achieved by the total restriction of one or a group of impurity elements to the upper limit, which reduced accuracy and increased this interval.

Наиболее близким аналогом является известная конструкционная сталь ПП (см. патент RU 2158320), содержащаяThe closest analogue is the known structural steel PP (see patent RU 2158320), containing

углеродcarbon 0,40-0,850.40-0.85 марганецmanganese не более 0,2no more than 0.2 кремнийsilicon не более 0,2no more than 0.2 хромchromium не более 0,2no more than 0.2 никельnickel не более 0,1no more than 0.1 медьcopper не более 0,1no more than 0.1 алюминийaluminum 0,03-0,10.03-0.1 титанtitanium не более 0,1no more than 0.1 ванадийvanadium не более 0,4no more than 0.4 сераsulfur не более 0,035no more than 0,035 фосфорphosphorus не более 0,035no more than 0,035 железоiron остальноеrest

Недостаток известных сталей ПП 2-го поколения состоит в том, что достижение заданной низкой прокаливаемости осуществлялось только путем резкого ограничения содержания всех постоянных примесей - Mn, Si, Cr, Ni, Cu, что затрудняло технологию выплавки, приводило к снижению точности получения заданного интервала Dкр. при разработке химического состава и, как следствие, к большому разбросу глубины закаленного слоя, выходящему за пределы допусков.A disadvantage of the known 2nd generation PP steels is that the desired low hardenability was achieved only by sharply limiting the content of all constant impurities - Mn, Si, Cr, Ni, Cu, which complicated the smelting technology, and reduced the accuracy of obtaining the specified interval Dcr . during the development of the chemical composition and, as a consequence, to a large spread in the depth of the hardened layer that goes beyond tolerances.

Так, например, сталь 80ПП с 0,8% С и содержанием Mn, Si, Cr, Ni, Cu<0,1% каждого и 0,06-0,12% Ti (стали ПНП) - (см. патент RU 2158320), обеспечивает минимальную прокаливаемость - Dкр.<12 мм при зерне аустенита 10 балла и более мелкого (№11) - Dкр.<11 мм и <10 мм при №12, в то время, как аналогичная сталь 81пп состава - 0,8% С, 0,05% Mn, 0,12% Si, 0,11% Cr, 0,25% Ni, 0,3% Cu, 0,05% Al, 0,22% Ti (с более широким диапазоном постоянных примесей Ni, Cu) имеет одинаковую величину Dкр.So, for example, steel 80PP with 0.8% C and a content of Mn, Si, Cr, Ni, Cu <0.1% each and 0.06-0.12% Ti (steel PNP) - (see patent RU 2158320 ), provides minimum hardenability - Dcr. <12 mm with austenite grain 10 points and finer (No. 11) - Dcr. <11 mm and <10 mm at No. 12, while similar steel 81pp of composition - 0.8 % C, 0.05% Mn, 0.12% Si, 0.11% Cr, 0.25% Ni, 0.3% Cu, 0.05% Al, 0.22% Ti (with a wider range of constants impurities Ni, Cu) has the same value Dcr.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка стали ПП (РП) 3-го поколения.The problem to which this invention is directed, is the development of steel PP (RP) of the 3rd generation.

Техническим результатом является получение еще более мелкого зерна аустенита №№11-13 ГОСТ5639 (ASTM), еще более стабильного заранее заданного уровня прокаливаемости (Dкp.) со значительно меньшим его разбросом и который строго соответствует глубине закаленного слоя, полученного непосредственно на деталях, подвергнутых термической обработке по предлагаемому способу, возможность обработки более тонких, мелких и других деталей с объемно-поверхностным и сквозным упрочнением.The technical result is to obtain even finer grains of austenite No. 11-13 GOST5639 (ASTM), an even more stable predetermined hardenability level (Dкр.) With a much smaller spread thereof and which strictly corresponds to the depth of the hardened layer obtained directly on the parts subjected to thermal processing by the proposed method, the ability to process thinner, smaller and other parts with volume-surface and through hardening.

Для достижения технического результата заявлена конструкционная сталь для ОПЗ с идеальным критическим диаметром 6,0-200 мм и более, отличающаяся тем, что содержит следующее соотношение компонентов, мас.%:To achieve a technical result, structural steel for SCR with an ideal critical diameter of 6.0-200 mm or more is claimed, characterized in that it contains the following ratio of components, wt.%:

углеродcarbon 0,15-1,20.15-1.2 марганецmanganese 0,005-1,80.005-1.8 кремнийsilicon 0,005-1,80.005-1.8 хромchromium 0,005-1,80.005-1.8 никельnickel 0,005-1,80.005-1.8 молибденmolybdenum 0,0001-0,5,0.0001-0.5, вольфрамtungsten 0,0001-1,50.0001-1.5 борboron 0,00001-0,0070.00001-0.007 медьcopper 0,001-0,30.001-0.3 алюминийaluminum 0,03-0,10.03-0.1 азотnitrogen 0,0001-0,10.0001-0.1 титанtitanium 0,001-0,40.001-0.4 ванадийvanadium 0,001-0,40.001-0.4 цирконийzirconium 0,001-0,40.001-0.4 ниобийniobium 0,001-0,40.001-0.4 танталtantalum 0,001-0,10.001-0.1 кальцийcalcium 0,001-0,030.001-0.03 сераsulfur 0,0001-0,0350.0001-0.035 фосфорphosphorus 0,0001-0,0350.0001-0.035

железо и неизбежные примеси - остальное, с идеальным критическим диаметром, определяемым математическим выражением:iron and inevitable impurities - the rest, with an ideal critical diameter defined by a mathematical expression:

Dкр.=K·

Figure 00000001
·(1+4,1·Mn)·(1+0,65·Si)·(1+2,33·Cr)·(1+0,52·Ni)·(1+0,27·Cu)·(1+3,14·Mo)·(1+1,05·W)·[1+1,5(0,9-C)]·(1-0,45C')·(1-0,3Ti)·(1-0,35V)·(1-0,25Al)Dcr. = K
Figure 00000001
(1 + 4.1 · Mn) · (1 + 0.65 · Si) · (1 + 2.33 · Cr) · (1 + 0.52 · Ni) · (1 + 0.27 · Cu) · (1 + 3.14 · Mo) · (1 + 1.05 · W) · [1 + 1.5 (0.9-C)] · (1-0.45C ') · (1-0, 3Ti) · (1-0.35V) · (1-0.25Al)

где Dкp. - идеальный критический диаметр, мм,where is Dkp. - ideal critical diameter, mm,

К - коэффициент, величина которого зависит от балла действительного зерна аустенита по шкале ASTM, ГОСТ5639 №8-13 и соответственно равна: 5,4 для балла зерна №13; 5,8 - №12; 6,25 - №11; 6,75 -№10; 7,3 - №9; 7,9 - №8; 8,5 - №7; 9,2 -№6;K is a coefficient the value of which depends on the actual austenite grain score on the ASTM scale, GOST5639 No. 8-13 and, accordingly, is equal to: 5.4 for the grain score No. 13; 5.8 - No. 12; 6.25 - No. 11; 6.75 -№10; 7.3 - No. 9; 7.9 - No. 8; 8.5 - No. 7; 9.2 -№6;

С, Mn, Si, Cr, Ni, Cu, Mo, W, - компоненты, мас.%, содержащиеся в твердом растворе аустенита при конечной температуре нагрева, предшествующей закалочному охлаждению,C, Mn, Si, Cr, Ni, Cu, Mo, W, - components, wt.%, Contained in the austenite solid solution at a final heating temperature preceding quenching cooling,

[1+1,5(0,9-С)] - сомножитель, который учитывается только в случае наличия бора в стали в количестве 0,002-0,007 мас.%;[1 + 1.5 (0.9-C)] - the factor, which is taken into account only in the case of the presence of boron in steel in an amount of 0.002-0.007 wt.%;

С', Ti, V, Al - компоненты, мас.%, не содержащиеся в твердом растворе аустенита, а присутствующие в виде структурно-свободных вторичных карбонитридных фаз при конечной температуре нагрева, предшествующей закалочному охлаждению, при этом С' - мас.% углерода в избыточном цементите заэвтектоидной стали.C ', Ti, V, Al - components, wt.%, Not contained in the austenite solid solution, but present in the form of structurally free secondary carbonitride phases at a final heating temperature preceding quenching cooling, while C' - wt.% Carbon in excess cementite of hypereutectoid steel.

Конструкционная сталь по заданному химическому составу при одноименном балле зерна имеет идеальный критический диаметр (Dкp.):Structural steel for a given chemical composition with the same grain score has an ideal critical diameter (Dcp.):

Dкp. от 6 до 15 мм с разбросом не более 2 мм;Dkp. from 6 to 15 mm with a spread of no more than 2 mm;

Dкp. от 16 до 50 мм с разбросом не более 5 мм;Dkp. from 16 to 50 mm with a spread of not more than 5 mm;

Dкp. от 51 до 100 мм с разбросом не более 10 мм;Dkp. from 51 to 100 mm with a spread of not more than 10 mm;

Dкp. свыше 100 мм с разбросом не более 50 мм.Dkp. over 100 mm with a spread of no more than 50 mm.

В конструкционной стали для предупреждения красноломкости суммарное содержание марганца, титана и циркония более чем в шесть раз превышает максимальное содержание серы.In structural steel, to prevent red brittleness, the total content of manganese, titanium and zirconium is more than six times the maximum sulfur content.

Особенность предлагаемой стали заключается в том, что для достижения заданной величины идеального критического диаметра использование формулы (1) позволяет предельную концентрацию в составе стали одних, более резко увеличивающих прокаливаемость указанных постоянных примесей ограничить до 0-0,05% или 0-0,1%, а других, менее сильных - расширить до диапазона 0-0,3%, а в ряде случаев и 0-0,5% без снижения качества. Это упрощает подбор исходной шихты при выплавке и удешевляет сталь, так как конечной целью является достижение заранее заданного расчетного Dкp. путем сочетания состава остаточных элементов-примесей после раскисления стали и количества вводимых легирующих элементов в соответствии с формулой (1), основой которой явился классический метод расчета прокаливаемости по Гроссману [4], который для сталей ПП и РП оказался наиболее приемлемым.A feature of the proposed steel is that in order to achieve a given value of an ideal critical diameter, the use of formula (1) allows the limiting concentration in the steel composition of ones that more sharply increase the hardenability of these constant impurities to be limited to 0-0.05% or 0-0.1% and other less powerful ones - expand to the range of 0-0.3%, and in some cases 0-0.5% without compromising quality. This simplifies the selection of the initial charge during smelting and reduces the cost of steel, as the ultimate goal is to achieve a predetermined design Dkp. by combining the composition of residual impurity elements after steel deoxidation and the amount of alloying elements introduced in accordance with formula (1), which was based on the classical method of calculating hardenability according to Grossman [4], which turned out to be most acceptable for PP and RP steels.

Практика подтвердила его достоверность для изделий различной формы и размеров.Practice has confirmed its reliability for products of various shapes and sizes.

Однако этот расчет был подвергнут авторами уточнению в связи с перспективой его дальнейшего развития. Так, в формуле были расширены диапазоны коэффициента К, зависящего от величины зерна аустенита до №№11, 13. Дополнительно введены сомножители зависимости прокаливаемости от вольфрама и бора. Введены сомножители зависимости величины идеального критического диаметра от элементов-модификаторов вторичных карбонитридных фаз, не входящих в твердый раствор аустенита перед закалочным охлаждением - титан, ванадий алюминий, углерод, находящийся в структурно-свободном цементите заэвтектоидных сталей, а сера и фосфор исключены из формулы, так как их содержание в указанных выше количествах практически не оказывают влияния на величину идеального критического диаметра (Dкp.).However, this calculation was clarified by the authors in connection with the prospect of its further development. So, in the formula, the ranges of the coefficient K, depending on the size of the austenite grain, were expanded to No. 11, 13. In addition, factors were added for the dependence of hardenability on tungsten and boron. The factors of the dependence of the ideal critical diameter on the modifier elements of the secondary carbonitride phases that are not included in the austenite solid solution before quenching cooling are introduced: titanium, vanadium aluminum, carbon in structurally free cementite of hypereutectoid steels, and sulfur and phosphorus are excluded from the formula, how their content in the above quantities practically do not affect the value of the ideal critical diameter (Dcp.).

При этом, в первую очередь, с экономической точки зрения-целесообразно дозированное введение марганца, как наиболее эффективного и относительно дешевого компонента одного или совместно с недорогим кремнием в количестве не более 1,8% каждого вместо других более дорогостоящих, которые ранее неоправданно вводились в сталь только с целью повышения прокаливаемости. Качественное введение бора в сталь в аномально малых количествах 0,003-0,005% также вызывает увеличение прокаливаемости, тем более эффективное, чем менее углерода содержится в стали (см. формулу 1). Использование формулы позволяет при разработке химического состава стали обеспечить ее оптимальное, а не избыточное легирование.In this case, first of all, from an economic point of view, it is advisable to administer dosed manganese as the most effective and relatively cheap component of one or together with inexpensive silicon in an amount of not more than 1.8% each instead of other more expensive ones that were previously unreasonably introduced into steel just to increase hardenability. The qualitative introduction of boron into steel in abnormally small amounts of 0.003-0.005% also causes an increase in hardenability, the more effective the less carbon is contained in steel (see formula 1). Using the formula allows for the development of the chemical composition of steel to ensure its optimal, and not excessive alloying.

Поэтому введение других легирующих элементов - Cr, Ni в количестве 0-0,5%, только с целью доведения прокаливаемости (Dкp.) стали до заданной величины менее рационально, так как практически не изменит механических свойств по сравнению с их меньшим количеством или отсутствием при одинаковой величине Dкp.и размера зерна аустенита.Therefore, the introduction of other alloying elements - Cr, Ni in an amount of 0-0.5%, only with the aim of bringing hardenability (Dcp.) To a given value is less rational, since it will practically not change the mechanical properties compared with their smaller number or absence at the same value of Dcp and grain size of austenite.

Введение в сталь элементов-модификаторов, мас.% - титана не более 0,4, ванадия не более 0,4, циркония не более 0,4, ниобия не более 0,1, тантала не более 0,1, алюминия 0,03-0,1, азота не более 0,1, кальция не более 0,03, присутствующих в стали в виде тонкодисперсных карбидов, нитридов и других включений незначительно растворенных в аустените способствует измельчению зерна, увеличению диапазона оптимальных температур нагрева под закалку, повышению прочностных и пластических свойств стали ПП и РП 3-го поколения. При этом суммарное содержание марганца, титана и циркония должно более чем в шесть раз превышать максимальное содержание серы, так как титан и цирконий подобно марганцу связывают серу в тугоплавкие сульфиды.Introduction to steel of modifying elements, wt.% - titanium not more than 0.4, vanadium not more than 0.4, zirconium not more than 0.4, niobium not more than 0.1, tantalum not more than 0.1, aluminum 0.03 -0.1, nitrogen not more than 0.1, calcium not more than 0.03, which are present in steel in the form of finely dispersed carbides, nitrides and other inclusions slightly dissolved in austenite helps to grind grain, increase the range of optimal heating temperatures for quenching, increase strength and plastic properties of steel PP and RP of the 3rd generation. The total content of manganese, titanium and zirconium should be more than six times the maximum sulfur content, since titanium and zirconium, like manganese, bind sulfur to refractory sulfides.

Введение других легирующих элементов, мас.% - хрома, никеля более 0,6 (не более 1,8 каждого), молибдена и вольфрама (не более 0,5 Мо и не более 1,5 W) индивидуально или совместно избирательно (комплексно) также в соответствии с указанной формулой для достижения заранее заданного расчетного Dкp. и улучшения качественных показателей - повышения механических свойств, теплостойкости, снижения порога хладноломкости и др.The introduction of other alloying elements, wt.% - chromium, nickel more than 0.6 (not more than 1.8 each), molybdenum and tungsten (not more than 0.5 Mo and not more than 1.5 W) individually or jointly selectively (comprehensively) also in accordance with the specified formula to achieve a predetermined design Dkp. and improvement of quality indicators - increasing mechanical properties, heat resistance, lowering the cold brittleness threshold, etc.

Ниже приводится обоснование химического состава сталей ПП и РП, применяемых для предлагаемого способа закалки. Предельное содержание марганца - 1,8 мас.% обусловлено склонностью стали к перегреву при большем его количестве; превышение содержания кремния свыше 1,8-2,0 мас.% чревато переводом стали из перлитного класса в ферритный, невосприимчивый к упрочнению закалкой; содержание хрома для сталей перлитного класса также не превышает 1,8-2,0 мас.%, в связи с увеличением хрупкости закаленного слоя со структурой мартенсита; предельное содержание никеля 1,8-2,0 мас.% выбрано, исходя из высокой его дороговизны по сравнению с марганцем, кремнием, хромом и относительно низким его коэффициентом (0,52) роста прокаливаемости, кроме того, измельчение зерна аустенита до 10-13 баллов в представленной авторской заявке стали приводит к значительному росту пластичности и вязкости, что исключает роль никеля в дальнейшем увеличения его содержания; медь является обычной практически не удаляемой примесью, ее предельное количество обычно лимитируется содержанием 0,25%, которое для предлагаемой стали в ряде случаев может быть без ущерба качеству увеличено до 0,3-0,5 мас.%, и учтено при дозированном легировании стали; молибден и вольфрам также относятся к дорогостоящим компонентам, они также дозированно вводятся в сталь в сочетании с хромом, никелем в основном для повышения теплостойкости стали; превышение ограниченного содержания - для молибдена - 0,5 мас.%, для вольфрама - 1,5 мас.% может при наличии даже небольшого количества марганца и хрома перевести сталь в мартенситный класс, то есть к сквозной закалке независимо от размеров детали.Below is the rationale for the chemical composition of the steels PP and RP used for the proposed method of hardening. The maximum content of manganese - 1.8 wt.% Due to the tendency of steel to overheat with a larger quantity; excess silicon content of more than 1.8-2.0 wt.% is fraught with the transfer of steel from the pearlite class to ferritic, immune to hardening by hardening; the chromium content for pearlite grade steels also does not exceed 1.8-2.0 wt.%, due to the increase in the fragility of the hardened layer with the structure of martensite; the maximum nickel content of 1.8-2.0 wt.% is selected based on its high cost in comparison with manganese, silicon, chromium and its relatively low coefficient of growth (0.52) hardenability, in addition, grinding of austenite grain to 10- 13 points in the submitted author's application of steel leads to a significant increase in ductility and viscosity, which excludes the role of nickel in the further increase in its content; copper is an ordinary practically non-removable impurity, its limit amount is usually limited by a content of 0.25%, which for a proposed steel in some cases can be increased without loss of quality to 0.3-0.5 wt.%, and taken into account when dosed steel alloying ; Molybdenum and tungsten are also expensive components; they are also metered into steel in combination with chromium and nickel, mainly to increase the heat resistance of steel; Exceeding the limited content - for molybdenum - 0.5 wt.%, for tungsten - 1.5 wt.% can, in the presence of even a small amount of manganese and chromium, transfer steel to the martensitic class, that is, to through hardening regardless of the size of the part.

Присутствующие в стали сера и фосфор в указанных выше количествах практически не оказывают влияния на величину идеального критического диаметра (Dкр.).Sulfur and phosphorus present in the steel in the quantities indicated above practically do not affect the value of the ideal critical diameter (Dcr.).

Содержание карбидообразующих элементов - титана, ванадия, циркония ниобия, тантала в указанных пределах, а также алюминия и азота, образующих нитрид алюминия, способствует измельчению аустенитного зерна, торможению его роста при нагреве под закалку и снижению прокаливаемости. При этом нижняя граница диапазона содержания алюминия - 0,03 мас.% гарантирует достаточно полноценное раскисление стали, превышение верхнего предела - 0,1 мас.% нецелесообразно в связи с началом растворимости алюминия в аустените, неконтролируемом росте прокаливаемости стали и ее удорожанием. Превышение предельного содержания азота в стали - 0,1 мас.% вызовет необратимую коагуляцию (укрупнение) нитридов алюминия и титана, что является аналогией в отношении карбидов титана, ванадия и циркония при содержании этих элементов свыше 0,4 мас.%, а ниобия и тантала свыше 0,1%, что также вызовет удорожание стали.The content of carbide-forming elements - titanium, vanadium, zirconium niobium, tantalum within the specified limits, as well as aluminum and nitrogen forming aluminum nitride, contributes to the grinding of austenitic grain, inhibition of its growth during heating under quenching and to reduce hardenability. At the same time, the lower limit of the aluminum content range of 0.03 wt.% Guarantees a fairly complete deoxidation of steel, exceeding the upper limit of 0.1 wt.% Is impractical due to the onset of the solubility of aluminum in austenite, an uncontrolled increase in the hardenability of steel and its cost. Exceeding the maximum nitrogen content in steel - 0.1 wt.% Will cause irreversible coagulation (enlargement) of aluminum and titanium nitrides, which is an analogy for titanium, vanadium and zirconium carbides with the content of these elements in excess of 0.4 wt.%, And niobium and tantalum over 0.1%, which will also cause a rise in price of steel.

Минимальное значение идеального критического диаметра - 6 мм экспериментально было получено авторами на стали 40пп следующего химического состава, мас.%: 0,41 С, 0,03 Mn, 0,04 Si, 0,06 Cr, 0,05 Ni, 0,3 Cu, 0,05 Al, 0,22 Ti (расчетная величина Dкр.=5,4 мм при зерне аустенита балла №13).The minimum value of the ideal critical diameter of 6 mm was experimentally obtained by the authors on steel 40pp of the following chemical composition, wt.%: 0.41 C, 0.03 Mn, 0.04 Si, 0.06 Cr, 0.05 Ni, 0, 3 Cu, 0.05 Al, 0.22 Ti (the calculated value of Dcr. = 5.4 mm with an austenite grain of score No. 13).

Дальнейшее снижение величины Dкр.<6 мм приводит к резкому росту критической скорости закалки (Dкр.) до значений более 1500°С/с, использованию предельно чистых сталей, свободных от постоянных примесей, что является весьма сложным.A further decrease in the value of Dcr <6 mm leads to a sharp increase in the critical quenching rate (Dcr) to values of more than 1500 ° C / s, the use of extremely pure steels free from constant impurities, which is very difficult.

Важнейшей отличительной особенностью предлагаемых в способе сталей является тот факт, что при разработке химического состава стали, подвергаемой закалке, можно заранее с достаточной степенью точности теоретически предопределить значение идеального критического диаметра (Dкp.).The most important distinguishing feature of the steels proposed in the method is the fact that when developing the chemical composition of the steel subjected to hardening, it is possible to theoretically predetermine the value of the ideal critical diameter (Dcp.) With a sufficient degree of accuracy.

Ниже приводятся таблицы 1-4 типовых химических составов сталей ПП и РП с указанием их идеальных критических диаметров и примеры технологических процессов по предлагаемому способу.The following are tables 1-4 of typical chemical compositions of PP and RP steels with an indication of their ideal critical diameters and examples of technological processes by the proposed method.

Пример 1. Сталь 81ПП с химическим составом, мас.%: 0,78 С; 0,04 Mn; 0,08 Si; 0,07 Cr; 0,15 Ni; 0,08 Cu; 0,04 Al; 0,15 Ti; 0,015 S; 0,018 Р имеет расчетный Dкp.=7,8 мм при обработке на зерно балла №12 мм.Example 1. Steel 81PP with a chemical composition, wt.%: 0.78 C; 0.04 Mn; 0.08 Si; 0.07 Cr; 0.15 Ni; 0.08 Cu; 0.04 Al; 0.15 Ti; 0.015 S; 0.018 P has a calculated Dcp. = 7.8 mm when processing for grain with a score of No. 12 mm.

Изготовленное из этой стали кольцо подшипника качения с толщиной стенки - 8 мм было нагрето в индукторе насквозь до 850°С за 20 с, затем подвергнуто охлаждению резким водяным душем и отпущено в печи при 150°С с выдержкой 2 часа. В результате, закаленный слой на наружной и внутренней поверхностях кольца составлял 1,7 мм и 1,5 мм, то есть 0,18-0,2 от толщины стенки, что соответствует объемно-поверхностной закалке (ОПЗ) и реальному идеальному критическому диаметру 8 мм; микроструктура закаленного слоя - мартенсит скрытокристаллический (балл №1), твердость 65-66HRC, в сердцевине - троостит, троостосорбит, сорбит с твердостью 38-45HRC.A rolling bearing ring made of this steel with a wall thickness of 8 mm was heated through the inductor to 850 ° C for 20 s, then it was cooled with a sharp water shower and released in an oven at 150 ° C for 2 hours. As a result, the hardened layer on the outer and inner surfaces of the ring was 1.7 mm and 1.5 mm, i.e., 0.18-0.2 of the wall thickness, which corresponds to volume-surface hardening (SCR) and the real ideal critical diameter of 8 mm; the microstructure of the hardened layer is cryptocrystalline martensite (score No. 1), hardness 65-66HRC, in the core - troostite, troostosorbite, sorbitol with a hardness of 38-45HRC.

Пример 2. Сталь 61РП с химическим составом, мас.%: 0,61 С; 0,5 Mn; 0,08 Si; 0,13 Cr; 0,25 Ni; 0,03 Cu; 0,04 Al; 0,05 Ti; 0,015 S; 0,018 Р имеет расчетный Dкp.=22,5 мм при обработке на зерно балла №11. Изготовленный из этой стали цилиндрический шкворень ⌀45 мм был нагрет в индукторе насквозь до 900°С за 50 с, затем подвергнут охлаждению резким потоком воды и отпущен в печи при 180°С с выдержкой 2 часа. В результате, закаленный слой на поверхности детали составлял 5 мм, то есть 0,11, при этом реальный идеальный критический диаметр равен 21 мм; микроструктура закаленного слоя - мартенсит мелкоигольчатый (балл №2), твердость 56HRC, в сердцевине - троостит, троостосорбит, сорбит с твердостью 30-40HRC.Example 2. Steel 61RP with a chemical composition, wt.%: 0.61 C; 0.5 Mn; 0.08 Si; 0.13 Cr; 0.25 Ni; 0.03 Cu; 0.04 Al; 0.05 Ti; 0.015 S; 0.018 P has a calculated Dcp. = 22.5 mm when processing for grain with a score of No. 11. A ⌀45 mm cylindrical king pin made of this steel was heated through the inductor through to 900 ° C for 50 s, then it was cooled by a sharp stream of water and released in an oven at 180 ° C for 2 hours. As a result, the hardened layer on the surface of the part was 5 mm, that is, 0.11, while the real ideal critical diameter is 21 mm; the microstructure of the hardened layer is fine-needle martensite (score No. 2), hardness 56HRC, in the core - troostite, troostosorbite, sorbitol with a hardness of 30-40HRC.

Изготовленный из этой стали мелющий шар ⌀30 мм был нагрет в печи насквозь до 850°С, затем подвергнут охлаждению резким потоком воды с самооотпуском 180°С, 5 с и окончательным охлаждением потоком воды. В результате, закаленный слой на поверхности детали составлял 12 мм, то есть 0,4 от диаметра, что соответствует закалке, что соответствует расчетным величинам; микроструктура закаленного слоя - мартенсит мелкоигольчатый (балл №2, зерно балла №11), твердость 64HRC, в сердцевине - троостомартенсит, 48-50HRC.A grinding ball ⌀30 mm made of this steel was heated through the furnace through to 850 ° C, then it was cooled by a sharp stream of water with self-discharge of 180 ° C, 5 s and final cooling by a stream of water. As a result, the hardened layer on the surface of the part was 12 mm, that is, 0.4 of the diameter, which corresponds to hardening, which corresponds to the calculated values; the microstructure of the hardened layer is finely needle martensite (grade No. 2, grain grade No. 11), hardness 64HRC, troostomartensite in the core, 48-50HRC.

Пример 3. Сталь 50РП с химическим составом, мас.%: 0,5 С; 0,1 Mn; 0,15 Si; l,0 Cr; 0,8 Ni; 0,03 Cu; 0,05 Al; 0,35 V; 0,5 W; 0,015 S; 0,018 Р имеет расчетный Dкp.=47 мм при обработке на зерно балла №10. Изготовленная из этой стали деталь с формой параллелепипеда с размерами 150×200×200 мм была нагрета в печи насквозь до 850°С, затем подвергнута охлаждению резким потоком воды с 2-кратным самооотпуском 180°С, 5 с, окончательным охлаждением потоком воды и отпущен в печи при 450°С с выдержкой 3 часа. В результате, закаленный слой по периметру поверхности детали составлял 9 мм, то есть 0,06 от толщины (150 мм), что соответствует реальному Dкp.=50 мм.Example 3. Steel 50RP with a chemical composition, wt.%: 0.5 C; 0.1 Mn; 0.15 Si; l, 0 Cr; 0.8 Ni; 0.03 Cu; 0.05 Al; 0.35 V; 0.5 W; 0.015 S; 0.018 R has a calculated Dcp. = 47 mm when processing for grain with a score of No. 10. A parallelepiped-shaped part made of this steel with dimensions of 150 × 200 × 200 mm was heated through the furnace through to 850 ° C, then subjected to cooling by a sharp stream of water with a 2-time self-discharge of 180 ° C, 5 s, final cooling by a stream of water and released in an oven at 450 ° C for 3 hours. As a result, the hardened layer along the perimeter of the part’s surface was 9 mm, that is, 0.06 of the thickness (150 mm), which corresponds to the real Dcp. = 50 mm

Таблица 1Table 1 Марка стали, химический состав, мас.% Steel grade, chemical composition, wt.% 41 пп41 pp 61 пп61 pp 81 пп81 pp 41 рп41 rp 110 пп110 pp углеродcarbon 0,36-0,430.36-0.43 0,56-0,650.56-0.65 0,77-0,850.77-0.85 0,36-0,430.36-0.43 1,05-1,151.05-1.15 марганецmanganese н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 1,8n.b. 1.8 н.б. 1,8n.b. 1.8 кремнийsilicon н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 1,8n.b. 1.8 н.б. 1,8n.b. 1.8 хромchromium н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 1,8n.b. 1.8 н.б. 1,8n.b. 1.8 никельnickel н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 1,8n.b. 1.8 н.б. 1,8n.b. 1.8 медьcopper н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 0,30n.b. 0.30 н.б. 0,30n.b. 0.30 молибденmolybdenum н.б. 0,01n.b. 0.01 н.б. 0,01n.b. 0.01 н.б. 0,01n.b. 0.01 н.б. 0,40n.b. 0.40 н.б. 0,40n.b. 0.40 вольфрамtungsten н.б. 0,01n.b. 0.01 н.б. 0,01n.b. 0.01 н.б. 0,01n.b. 0.01 н.б. 1,5n.b. 1,5 н.б. 1,5n.b. 1,5 борboron -- -- -- н.б. 0,007n.b. 0.007 н.б. 0,007n.b. 0.007 алюминийaluminum 0,03-0,10.03-0.1 0,03-0,10.03-0.1 0,03-0,10.03-0.1 0,03-0,10.03-0.1 0,03-0,10.03-0.1 азотnitrogen титанtitanium н.б. 0,4n.b. 0.4 н.б. 0,4n.b. 0.4 н.б. 0,4n.b. 0.4 н.б. 0,4n.b. 0.4 н.б. 0,04n.b. 0.04 ванадийvanadium н.б. 0,4n.b. 0.4 н.б. 0,4n.b. 0.4 н.б. 0,4n.b. 0.4 н.б. 0,4n.b. 0.4 н.б. 0,4n.b. 0.4 цирконийzirconium н.б. 0,4n.b. 0.4 н.б. 0,4n.b. 0.4 н.б. 0,4n.b. 0.4 н.б. 0,4n.b. 0.4 н.б. 0,4n.b. 0.4 ниобийniobium н.б. 0,1n.b. 0.1 н.б. 0,1n.b. 0.1 н.б. 0,1n.b. 0.1 н.б. 0,1n.b. 0.1 н.б. 0,1n.b. 0.1 танталtantalum н.б. 0,1n.b. 0.1 н.б. 0,1n.b. 0.1 н.б. 0,1n.b. 0.1 н.б. 0,1n.b. 0.1 н.б. 0,1n.b. 0.1 кальцийcalcium н.б. 0,03n.b. 0,03 н.б. 0,03n.b. 0,03 н.б. 0,03n.b. 0,03 н.б. 0,03n.b. 0,03 н.б. 0,03n.b. 0,03 сераsulfur н.б. 0,035n.b. 0,035 н.б. 0,035n.b. 0,035 н.б. 0,035n.b. 0,035 н.б. 0,035n.b. 0,035 н.б. 0,035n.b. 0,035 фосфорphosphorus н.б. 0,035n.b. 0,035 н.б. 0,035n.b. 0,035 н.б. 0,035n.b. 0,035 н.б. 0,035n.b. 0,035 н.б. 0,035n.b. 0,035 железо и неизбежные примеси остальноеiron and unavoidable impurities rest Идеальный критический диаметр (Dкp.), мм указанных выше марок сталиIdeal critical diameter (Dcp.), Mm of the above steel grades 6-86-8 7-87-8 8-108-10 17-2217-22 17-2217-22 8-108-10 8-108-10 10-1210-12 20-2520-25 20-2520-25 10-1210-12 10-1210-12 12-1412-14 25-3025-30 25-3025-30 12-1412-14 12-1412-14 14-1614-16 35-4035-40 35-4035-40 14-1614-16 14-1614-16 45-5045-50 45-5045-50 50-6050-60 50-6050-60 60-7060-70 60-7060-70 70-8070-80 70-8070-80 80-9080-90 80-9080-90 90-10090-100 90-10090-100 100-150100-150 100-150100-150 150-200150-200 150-200150-200

Таблица 2table 2 Углеродистые стали ППPP carbon steel СFROM MnMn SiSi CrCr NiNi CuCu AlAl TiTi VV MoMo ВAT SS РR ЗерноCorn Dкр.Dcr. 0,150.15 0,150.15 0,080.08 0,150.15 0,150.15 0,200.20 0,050.05 0,10.1 -- -- -- 0,0280,028 0,0320,032 1212 5,0/6,25.0 / 6.2 0,150.15 -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -- -- -- -“-- “- -“-- “- 1010 5,8/6,55.8 / 6.5 0,150.15 -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -- -- -- -“-- “- -“-- “- 66 7,9/8,57.9 / 8.5 0,150.15 0,400.40 0,150.15 0,200.20 0,150.15 0,100.10 0,050.05 0,100.10 -- -- -- 0,0250,025 0,0300,030 11eleven 11,5/1211.5 / 12 0,150.15 -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -- -- -- -“-- “- -“-- “- 66 15,6/1615,6 / 16 0,80.8 0,030,03 0,050.05 0,020.02 0,10.1 0,150.15 0,050.05 0,220.22 -- -- 0,0050.005 0,030,03 0,030,03 1212 6,5/6,96.5 / 6.9 0,80.8 -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -- -- -- -“-- “- -“-- “- 1010 7,5/8,17.5 / 8.1 0,80.8 -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -“-- “- -- -- -- -“-- “- -“-- “- 88 8,9/9,58.9 / 9.5 0,810.81 0,160.16 0,150.15 0,080.08 0,030,03 0,150.15 0,050.05 0,100.10 -- -- -- 0,0280,028 0,0320,032 11eleven 12,3/1212.3 / 12 0,780.78 0,150.15 0,090.09 0,200.20 0,300.30 0,280.28 0,040.04 -- 0,120.12 -- -- 0,0250,025 0,0210,021 1212 15,1/15,815.1 / 15.8 1,201.20 0,080.08 0,050.05 0,100.10 0,080.08 0,120.12 0,060.06 0,150.15 -- -- -- 0,0180.018 0,0230,023 1212 7,6/7,77.6 / 7.7 1,201.20 0,080.08 0,050.05 0,100.10 0,080.08 0,120.12 0,060.06 0,150.15 -- -- -- 0,0180.018 0,0230,023 88 10,3/11,010.3 / 11.0 1,201.20 0,380.38 0,050.05 0,140.14 0,160.16 0,060.06 0,050.05 -- 0,150.15 -- -- 0,0250,025 0,0300,030 1212 16,2/15,516.2 / 15.5

Таблица 3Table 3 Стали РП углеродистые и малолегированныеRP steels are carbon and low alloyed СFROM МM SiSi CrCr NiNi CuCu AlAl TiTi VV MoMo ВAT SS РR ЗерноCorn Dкp.Dkp. 0,250.25 0,500.50 0,80.8 0,080.08 0,120.12 0,300.30 0,050.05 0,200.20 -- -- -- 0,0250,025 0,0270,027 1212 17,317.3 0,250.25 0,500.50 0,80.8 0,080.08 0,120.12 0,300.30 0,050.05 0,200.20 -- -- -- 0,0250,025 0,0270,027 1010 20,020,0 0,250.25 0,500.50 0,80.8 0,080.08 0,120.12 0,300.30 0,050.05 0,200.20 -- -- -- 0,0250,025 0,0270,027 66 27,227,2 0,250.25 1,801.80 1,81.8 0,080.08 0,120.12 0,300.30 0,050.05 0,200.20 -- -- -- 0,0250,025 0,0270,027 11eleven 73,373.3 0,250.25 1,801.80 1,81.8 0,080.08 0,120.12 0,300.30 0,050.05 0,200.20 -- -- 0,0040.004 0,0250,025 0,0270,027 11eleven 145,1145.1 0,800.80 0,500.50 0,80.8 0,080.08 0,120.12 0,300.30 0,050.05 0,200.20 -- -- -- 0,0250,025 0,0270,027 1212 31,1531.15 0,800.80 0,500.50 0,80.8 0,080.08 0,120.12 0,300.30 0,050.05 0,200.20 -- -- -- 0,0250,025 0,0270,027 11eleven 33,6433.64 0,800.80 0,500.50 0,80.8 0,080.08 0,120.12 0,300.30 0,050.05 0,200.20 -- -- -- 0,0250,025 0,0270,027 88 42.4642.46 0,80.8 0,300.30 0,200.20 0,080.08 0,120.12 0,300.30 0,050.05 0,200.20 -- -- -- 0,0250,025 0,0270,027 1212 17,117.1 0,80.8 1,81.8 1,81.8 0,080.08 0,120.12 0,300.30 0,050.05 0,200.20 -- -- -- 0,0250,025 0,0270,027 1212 122,6122.6 1,21,2 1,81.8 1,81.8 0,080.08 0,120.12 0,300.30 0,050.05 0,200.20 -- -- -- 0,0250,025 0,0270,027 1212 100,5100.5 1,21,2 1,81.8 1,81.8 0,080.08 0,120.12 0,300.30 0,050.05 0,200.20 -- -- -- 0,0250,025 0,0270,027 1010 117,0117.0 1,21,2 1,81.8 1,81.8 0,080.08 0,120.12 0,300.30 0,050.05 0,200.20 -- -- -- 0,0250,025 0,0270,027 88 136,4136.4

Таблица 4Table 4 Стали РП легированныеRP steel alloyed СFROM MnMn SiSi CrCr NiNi CuCu AlAl TiTi VV MoMo WW SS PP ЗерноCorn Dкp.Dkp. 0,50.5 0,100.10 0,950.95 0,80.8 0,10.1 0,010.01 0,050.05 0,10.1 0,250.25 -- -- 0,0220,022 0,0270,027 1212 25,525.5 0,50.5 0,100.10 0,950.95 0,80.8 0,10.1 0,010.01 0,050.05 0,10.1 0,250.25 -- -- 0,0220,022 0,0270,027 1010 29,729.7 0,50.5 0,100.10 0,150.15 0,750.75 1,81.8 0,20.2 0,050.05 0,40.4 -- -- 0.70.7 0,0250,025 0,0300,030 1010 44.144.1 0,50.5 0,120.12 0,150.15 1,81.8 1,01,0 0,180.18 0,050.05 0,10.1 0,380.38 0,50.5 -- 0,0170.017 0,0200,020 1010 95,695.6 0,80.8 0,110.11 0,120.12 0,800.80 0,30.3 0,250.25 0,050.05 0,10.1 0,350.35 -- 0,80.8 0,0320,032 0,0330,033 1212 46,546.5 0,80.8 0,150.15 0,080.08 1,21,2 0,080.08 0,150.15 0,050.05 0,20.2 -- 0,40.4 1,21,2 0,0250,025 0,0290,029 11eleven 174,8174.8 0,80.8 1,11,1 1,01,0 1,151.15 0,150.15 0,120.12 0,060.06 0,150.15 -- -- -- 0,0270,027 0,0310,031 1212 194194 1,21,2 0,110.11 0,120.12 0,80.8 0,30.3 0,250.25 0,050.05 0,10.1 0,350.35 -- -- 0,0320,032 0,0330,033 1212 43,643.6 1,21,2 0,150.15 0,080.08 1,21,2 0,080.08 0,150.15 0,050.05 0,20.2 -- 0,40.4 1,21,2 0,0250,025 0,0290,029 1212 143,4143.4 1,21,2 1,11,1 1,01,0 1,151.15 0,150.15 0,120.12 0,060.06 0,150.15 -- -- -- 0,0270,027 0,0310,031 1212 160,1160.1

Литература.Literature.

1. Щепеляковский К.З., Энтин Р.И. и др. Способ поверхностной закалки шестерен. «Бюллетень изобретений». Авторское свидетельство №113770, 1958, №6.1. Schepelyakovsky K.Z., Entin R.I. et al. Method for surface hardening of gears. "Bulletin of inventions." Copyright certificate No. 113770, 1958, No. 6.

2. Шепеляковский К.З. Конструкционная сталь. «Бюллетень изобретений». Авторское свидетельство №128482, 1960, №12.2. Shepelyakovsky K.Z. Structural steel. "Bulletin of inventions." Copyright certificate No. 128482, 1960, No. 12.

3. Шкляров И.Н. Поверхностная закалка при глубинном нагреве полуосей грузовых автомобилей ЗИЛ 130». «Металловедение и термическая обработка металлов», 1966, №7.3. Shklyarov I.N. Surface hardening during deep heating of the semi-axles of ZIL 130 trucks. ” "Metallurgy and heat treatment of metals", 1966, No. 7.

4. Гудремон Э. Специальные стали., М. «Металлургиздат», том 1, 1959, том 2, 1960.4. Goodremont E. Special steels., M. Metallurgizdat, Volume 1, 1959, Volume 2, 1960.

Claims (3)

1. Конструкционная сталь для объемно-поверхностной закалки, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, медь, алюминий, титан, ванадий, ниобий, тантал, кальций, серу, фосфор, железо и неизбежные примеси, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит молибден, вольфрам, бор, азот и цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод 0,15-1,2 марганец 0,005-1,8 кремний 0,005-1,8 хром 0,005-1,8 никель 0,005-1,8 молибден 0,0001-0,5 вольфрам 0,0001-1,5 бор 0,00001-0,007 медь 0,001-0,3 алюминий 0,03-0,1 азот 0,0001-0,1 титан 0,001-0,4 ванадий 0,001-0,4 цирконий 0,001-0,4 ниобий 0,001-0,1 тантал 0,001-0,1 кальций 0,001-0,03 сера 0,0001-0,035 фосфор 0,0001-0,035 железо и неизбежные примеси остальное
1. Structural steel for volume-surface hardening, containing carbon, manganese, silicon, chromium, nickel, copper, aluminum, titanium, vanadium, niobium, tantalum, calcium, sulfur, phosphorus, iron and inevitable impurities, characterized in that it is additionally contains molybdenum, tungsten, boron, nitrogen and zirconium in the following ratio of components, wt.%:
carbon 0.15-1.2 manganese 0.005-1.8 silicon 0.005-1.8 chromium 0.005-1.8 nickel 0.005-1.8 molybdenum 0.0001-0.5 tungsten 0.0001-1.5 boron 0.00001-0.007 copper 0.001-0.3 aluminum 0.03-0.1 nitrogen 0.0001-0.1 titanium 0.001-0.4 vanadium 0.001-0.4 zirconium 0.001-0.4 niobium 0.001-0.1 tantalum 0.001-0.1 calcium 0.001-0.03 sulfur 0.0001-0.035 phosphorus 0.0001-0.035 iron and inevitable impurities rest
2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что ее идеальный критический диаметр закалки по заданному химическому составу имеет следующие значения:
Dкp. от 6 до 15 мм с разбросом не более 2 мм;
Dкp. от 16 до 50 мм с разбросом не более 5 мм;
Dкp. от 51 до 100 мм с разбросом не более 10 мм;
Dкр. свыше 100 мм с разбросом не более 50 мм.
2. Steel according to claim 1, characterized in that its ideal critical hardening diameter for a given chemical composition has the following meanings:
Dkp. from 6 to 15 mm with a spread of no more than 2 mm;
Dkp. from 16 to 50 mm with a spread of not more than 5 mm;
Dkp. from 51 to 100 mm with a spread of not more than 10 mm;
Dcr. over 100 mm with a spread of no more than 50 mm.
3. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что суммарное содержание марганца, титана и циркония более чем в шесть раз превышает максимальное содержание серы. 3. Steel according to claim 1, characterized in that the total content of manganese, titanium and zirconium is more than six times the maximum sulfur content.
RU2011109067/02A 2011-03-11 2011-03-11 Structural steel for volume-surface hardening RU2450079C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011109067/02A RU2450079C1 (en) 2011-03-11 2011-03-11 Structural steel for volume-surface hardening
US13/979,167 US20160017468A1 (en) 2011-03-11 2011-04-28 Structural Steel For Through-Surface Hardening
PCT/RU2011/000280 WO2012125063A1 (en) 2011-03-11 2011-04-28 Structural steel for combined surface and bulk hardening

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011109067/02A RU2450079C1 (en) 2011-03-11 2011-03-11 Structural steel for volume-surface hardening

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2450079C1 true RU2450079C1 (en) 2012-05-10

Family

ID=46312282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011109067/02A RU2450079C1 (en) 2011-03-11 2011-03-11 Structural steel for volume-surface hardening

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160017468A1 (en)
RU (1) RU2450079C1 (en)
WO (1) WO2012125063A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106834959A (en) * 2016-12-28 2017-06-13 内蒙古包钢钢联股份有限公司 High hardness wear-resisting ball material steel and its production method
RU2686713C1 (en) * 2015-04-08 2019-04-30 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн Element of heat-treated steel sheet and method of its production
RU2686715C1 (en) * 2015-04-08 2019-04-30 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн Element of heat-treated steel sheet and method of its production
US10822680B2 (en) 2015-04-08 2020-11-03 Nippon Steel Corporation Steel sheet for heat treatment
RU2796884C1 (en) * 2021-08-23 2023-05-29 Александр Александрович Андреев Low-alloy medium carbon steel for manufacturing of draft gears, couplers and automatic couplers of railway rolling stock

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104745965B (en) * 2015-03-04 2016-06-01 鞍钢集团矿业公司 Manganese Complex Alloy Steel ball grinding machine lining board and thermal treatment process in chromium in high-carbon
JP7460884B2 (en) * 2020-01-08 2024-04-03 日本製鉄株式会社 bearing steel
JP7417093B2 (en) * 2020-03-31 2024-01-18 日本製鉄株式会社 steel material
CN113791009B (en) * 2021-09-16 2024-07-05 河北津西钢铁集团股份有限公司 Method for forecasting original austenite grain size of casting blank after heating

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1263721A1 (en) * 1985-01-09 1986-10-15 Предприятие П/Я А-1125 Steel
SU1721117A1 (en) * 1990-03-29 1992-03-23 Научно-исследовательский институт металлургии Structural steel
FR2788821A1 (en) * 1999-01-12 2000-07-28 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Power transmission shaft using constant velocity universal joint has induction hardened surface layer and comprises carbon steel including silicon, manganese, aluminum and boron
RU2158320C1 (en) * 1999-11-29 2000-10-27 ОАО "Чусовской металлургический завод" Low-hardening structural steel
RU2370565C2 (en) * 2007-08-29 2009-10-20 ООО "Вагон Комплект" STEEL FOR SCREW SPRINGS WITH DIAMETRE OF ROD 27-33 mm AND SPRING FABRICATED OUT OF THIS STEEL
RU2370566C2 (en) * 2007-08-29 2009-10-20 ООО "Вагон Комплект" STEEL WITH REDUCED HARDENABILITY FOR SCREW SPRINGS WITH DIAMETRE OF RODS 17-23 mm AND SPRING FABRICATED OUT OF IT

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH073391A (en) * 1993-06-17 1995-01-06 Kobe Steel Ltd Surface hardened high strength parts small in heat treating strain

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1263721A1 (en) * 1985-01-09 1986-10-15 Предприятие П/Я А-1125 Steel
SU1721117A1 (en) * 1990-03-29 1992-03-23 Научно-исследовательский институт металлургии Structural steel
FR2788821A1 (en) * 1999-01-12 2000-07-28 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Power transmission shaft using constant velocity universal joint has induction hardened surface layer and comprises carbon steel including silicon, manganese, aluminum and boron
US6390924B1 (en) * 1999-01-12 2002-05-21 Ntn Corporation Power transmission shaft and constant velocity joint
RU2158320C1 (en) * 1999-11-29 2000-10-27 ОАО "Чусовской металлургический завод" Low-hardening structural steel
RU2370565C2 (en) * 2007-08-29 2009-10-20 ООО "Вагон Комплект" STEEL FOR SCREW SPRINGS WITH DIAMETRE OF ROD 27-33 mm AND SPRING FABRICATED OUT OF THIS STEEL
RU2370566C2 (en) * 2007-08-29 2009-10-20 ООО "Вагон Комплект" STEEL WITH REDUCED HARDENABILITY FOR SCREW SPRINGS WITH DIAMETRE OF RODS 17-23 mm AND SPRING FABRICATED OUT OF IT

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686713C1 (en) * 2015-04-08 2019-04-30 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн Element of heat-treated steel sheet and method of its production
RU2686715C1 (en) * 2015-04-08 2019-04-30 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн Element of heat-treated steel sheet and method of its production
US10563281B2 (en) 2015-04-08 2020-02-18 Nippon Steel Corporation Heat-treated steel sheet member and method for producing the same
US10822680B2 (en) 2015-04-08 2020-11-03 Nippon Steel Corporation Steel sheet for heat treatment
US11041225B2 (en) 2015-04-08 2021-06-22 Nippon Steel Corporation Heat-treated steel sheet member and method for producing the same
CN106834959A (en) * 2016-12-28 2017-06-13 内蒙古包钢钢联股份有限公司 High hardness wear-resisting ball material steel and its production method
RU2819724C1 (en) * 2020-01-16 2024-05-23 Маготто Интернасьональ С.А. Forged grinding balls for semi-automatic grinding mill
RU2822732C1 (en) * 2021-01-12 2024-07-12 Баошань Айрон Энд Стил Ко., Лтд. Natural and non-tempered round steel with high strength, high impact strength, ease of cutting and method of its production
RU2796884C1 (en) * 2021-08-23 2023-05-29 Александр Александрович Андреев Low-alloy medium carbon steel for manufacturing of draft gears, couplers and automatic couplers of railway rolling stock

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012125063A1 (en) 2012-09-20
US20160017468A1 (en) 2016-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2450079C1 (en) Structural steel for volume-surface hardening
RU2392348C2 (en) Corrosion-proof high-strength non-magnetic steel and method of thermal deformation processing of such steel
US11186885B2 (en) High-strength seamless steel pipe for oil country tubular goods, and production method for high-strength seamless steel pipe for oil country tubular goods
JP5862802B2 (en) Carburizing steel
RU2450060C1 (en) Method of thermal treatment of parts from structural steel of lower and regulated hardenability
CN106795610B (en) Austenitic stainless steel
EA012256B1 (en) Low-alloy steel, seamless steel pipe for oil well and process for producing seamless steel pipe
El-Faramawy et al. Effect of titanium addition on behavior of medium carbon steel
CN104321454A (en) Steel wire for high-strength spring having exceptional coiling performance and hydrogen embrittlement resistance, and method for manufacturing same
CN101849028B (en) High tensile steel for deep drawing and manufacturing method thereof
RU2703008C1 (en) Method for production of cryogenic structural steel sheets
CN105296866B (en) Steel for blade, production method and blade treatment method
RU2352647C1 (en) Oil country tubular goods of heavy-duty
CN112877591A (en) High-strength and high-toughness steel for hardware tool and chain and manufacturing method thereof
CN105220073B (en) Hot-rolled strip steel for rake blades, production method and rake blade treatment method
RU2533469C1 (en) Production of steel sheets of higher wear resistance
RU2433191C1 (en) Manufacturing method of high-strength plate steel
JP2010132998A (en) Method for manufacturing ferritic stainless steel having high corrosion resistance, high strength and superior cold forgeability
JP6390685B2 (en) Non-tempered steel and method for producing the same
JP2011168820A (en) Steel product having carbo-nitrided layer and method for producing the same
RU2603404C1 (en) Method for production of high-hardness wear-resistant sheet products
JP6459704B2 (en) Steel for cold forging parts
GB2355271A (en) Process for producing constant velocity joint having improved cold workability and strength
JP6635100B2 (en) Case hardened steel
RU2462532C1 (en) Steel with structure of low-carbon martensite

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20170126

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190312

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20191122