SU1076488A1 - Non-magnetic steel - Google Patents

Non-magnetic steel Download PDF

Info

Publication number
SU1076488A1
SU1076488A1 SU823518503A SU3518503A SU1076488A1 SU 1076488 A1 SU1076488 A1 SU 1076488A1 SU 823518503 A SU823518503 A SU 823518503A SU 3518503 A SU3518503 A SU 3518503A SU 1076488 A1 SU1076488 A1 SU 1076488A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
steel
vanadium
niobium
manganese
cerium
Prior art date
Application number
SU823518503A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Анатольевич Радченко
Олег Александрович Банных
Виктор Михайлович Блинов
Владимир Александрович Рудман
Магдалина Викторовна Захарюк
Светлана Семеновна Салькова
Виктор Аркадьевич Вунгис
Семен Иосифович Ривкин
Игорь Львович Пойменов
Original Assignee
Институт Металлургии Им.А.А.Байкова
Машиностроительный Завод "Звезда" Им.К.Е.Ворошилова
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 Институт Металлургии Им.А.А.Байкова, Машиностроительный Завод "Звезда" Им.К.Е.Ворошилова filed Critical Институт Металлургии Им.А.А.Байкова
Priority to SU823518503A priority Critical patent/SU1076488A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1076488A1 publication Critical patent/SU1076488A1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

НЕМАГНИТНАЯ СТАЛЬ, содержаща  углерод, марганец, никель, ванадий, железо, о.тличающа с  тем, что, с целью повышени  прочности и износостойкости, она дополнительно содержи хром, ниобий, кальций, цер рий при следующем соотношении компонентов , мас.%: 0,4-0,5 Углерод 14,1-18,2 .. Марганец 3,0-4,0 Никель 3,2-4,2 Ванадий 1,5-2,5 Хром 0,03-0,08 . Ниобий 0,001-0,005 Кальций 0,10-0,20 Церий Остальное Железо (ЛNONMAGNETIC STEEL, containing carbon, manganese, nickel, vanadium, iron, is different from the fact that, in order to increase strength and wear resistance, it additionally contains chromium, niobium, calcium, cerium in the following ratio of components, wt.%: 0 4-0.5. Carbon 14.1-18.2. Manganese 3.0-4.0 Nickel 3.2-4.2 Vanadium 1.5-2.5 Chromium 0.03-0.08. Niobium 0,001-0,005 Calcium 0,10-0,20 Cerium Rest Iron (L

Description

оabout

4four

0000

00 Изобретение, относитс  к металлур гии, в частности к стареющей высоко прочной немагнитной стали, и может быть использовано дл  изготовлени  высоконагруженных немагнитных деталей (в том числе сложной формы и больших сеченийJ энергетического и транспортного машиностроени , работающих при высоких контактных на грузках. Известнанемагнитна  сталь tl3, содержаща , ма с.%: Углерод 0,3-0,43 Марганец 20,5-22,5 Никель11-13 Ванадий 0,8-1,2 Железо Остальное Недостаток указанной стали - низ кие прочностные свойства. Наиболее близкой к предлагаемой по достигаемому эффекту  вл етс  стареюща  немагнитна  сталь C23f содержаща , мае.%; Углерод 0,3-0,5 Марганец 14-18 Никель8-12 Ванадий 0,7-1,7 Железо Остальное Применение известной стали дл  изготовлени  немагнитных Ьысоконагруженных деталей, работающих в узлах трени ; затруднительно, так как ее -химический состав и существующие методы упрочнени  немагнитных сталей не обеспечивают получени  трэбу емого дл  указанных деталей сочетани  высоких показателей механически свойств, низкой магнитной проницаемости (( ,01 Гс/э) и хорошего качества азотированного сло  глубиной более 0,25 мм. Известна  сталь посл упрочн ющей термической обработки н обладает, требуемым дл  высоконагруженных деталей уровнем прочности. Кроме того, у этой стали после азотировани , необходимого дл  повышени  ее износостойкости, низкие значени  глубины и твердости азотирова ного сло  не обеспечивают надежную работу указанных деталей. Цель изобретени  - повышение про ности и износостойкости, Указанна  цель достигаетс  тем, что немагнитна  сталь, содержаща  углерод,, марганец, никель, ванадий железо, дополнительно содержит хром ниобий, кальций, церий при следуютем соотношении компонентов, мас.% Углерод 0,4-0,5 Марганец 14,1-18,2 Никель 3,0-4,0 Ванадий 3,2-4,2 Хром 1,5-2,5 Ниобий 0,03-0,08 Кальций 0,001-0,005 Церий 0,1-0,20 Железо Остальное При содержании ванащи , ниоби  и углерода мен.ее указанных пределов . не достигаетс  требуемого упрочнени  стали, так как в процессе ее термической обработки образуетс  малое количество (,5 вес.% ) упрочн ющих карбидных частиц ,VC. Введение в сталь ванади , ниоби - и углерода в количествах, больших установленных пределов легировани , приводит к высокому упрочнению и охрупчиванию стали (акт испытаний в результате выделени  в процессе старени  большого количества карбидов VC и ИЪС. Добавка в сталь 0,03-0,08 мас.% ниоби , который с углеродом образует труднорастворимые при нагреве под закалку карбиды къс, обеспечивает получение мелкозернистой структуры и практически полного растворени  при за калке карбидов VC, что способствует повышению прочности стали после старени  и улучшени  качества азотированного сло . Высокое содержание ванади  в стали, превышагацее необходимое дл  полного св зывани  его с углеродом , и добавки хрома в количестве 1,5-2,5 мае.% увеличивают твердость азотированного сло . Введение в сталь хрома в количествах более 2,5 мас.% приводит при изотермических выдержках к образованию по границам зерен крупных частиц карбидов хрома Me-yCj или МеззС, которые резко снижают пластичность стали. Выбранные пределы легировани  стали углеродом, марганцем, никелем и хромом обеспечивают стабильность аустенитной структуры. После термической обработки (закалка 1170°С, старение при 650°С 15 ч, сталь остаетс  немагнитной Л ,01 Гс/Э, табл. 1 ). Малые добавки цери  и кальци  в количествах 0,10-0,20 и 0,0010 ,005 мас.% соответственно способствуют улучшению технологичности стали. Высока  пластичность при 9001200 0 этой стали обеспечивает получение с помощью гор чей прокатки или штамповки различных видов штампованных и катаных заготовок. Технологи  выплавки стали не мен етс  по сравнению с используемой дл  известной стали. Сталь выплавл ют в открытой индукционной электропечи и по-двергают термической обработке и азотированию дл  максимальнопо ее упрочнени . В таблГ 1 приведен химический состав дисперсионно-твердеющих сталей.00 The invention relates to metallurgy, in particular to aging high-strength non-magnetic steel, and can be used to make highly loaded non-magnetic parts (including complex shapes and large sections of power and transport engineering operating at high contact loads. Known non-magnetic steel tl3 containing ma s.%: Carbon 0.3-0.43 Manganese 20.5-22.5 Nickel11-13 Vanadium 0.8-1.2 Iron Rest The disadvantage of this steel is low strength properties. Closest to the proposed one as far as possible The effect is aging non-magnetic steel C23f containing, in May.%; Carbon 0.3-0.5 Manganese 14-18 Nickel8-12 Vanadium 0.7-1.7 Iron Else The use of known steel for the manufacture of non-magnetic highly loaded parts working in knots of friction; difficult because its chemical composition and existing methods of hardening nonmagnetic steels do not provide a combination of high mechanical properties, low magnetic permeability ((01 G / e) and good quality nitrided layer Bina more than 0.25 mm. Known steel after hardening heat treatment has a strength level required for highly loaded parts. In addition, in this steel, after nitriding, which is necessary to increase its wear resistance, the low values of the depth and hardness of the nitriding layer do not ensure reliable operation of these parts. The purpose of the invention is to increase the productivity and wear resistance. This goal is achieved by the fact that non-magnetic steel containing carbon, manganese, nickel, vanadium iron, additionally contains chromium niobium, calcium, cerium, with the following ratio of components, wt.% 0.5 Manganese 14.1-18.2 Nickel 3.0-4.0 Vanadium 3.2-4.2 Chromium 1.5-2.5 Niobium 0.03-0.08 Calcium 0.001-0.005 Cerium 0, 1-0.20 Iron Else When the content of vanaschi, niobium and carbon is less than the specified limits. the required hardening of the steel is not achieved, since during its heat treatment a small amount (, 5 wt.%) of reinforcing carbide particles, VC, is formed. The introduction of vanadium, niobium, and carbon in steel in quantities exceeding the established alloying limits leads to high hardening and embrittlement of the steel (test report resulting from the release of a large amount of VC and YHC carbides during the aging process. Additive to steel 0.03-0.08 wt.% niobium, which with carbon forms insoluble carbide cs when heated for quenching, provides a fine-grained structure and almost complete dissolution during tempering of VC carbides, which contributes to increasing the strength of steel after aging and improving the quality of the nitrated layer. The high content of vanadium in steel, which is higher than necessary for its complete binding to carbon, and the addition of chromium in the amount of 1.5-2.5% by mass increase the hardness of the nitrated layer. At isothermal exposures, 5 wt.% Result in the formation of large particles of chromium carbide Me-yCj or MezzS along the grain boundaries, which drastically reduce the ductility of steel. enitnoy structure. After heat treatment (quenching 1170 ° C, aging at 650 ° C for 15 hours, the steel remains nonmagnetic H, 01 G / E, Table 1). Small additives of cerium and calcium in amounts of 0.10-0.20 and 0.0010, 005 wt.%, Respectively, contribute to improving the processability of steel. High ductility at 9001200 0 of this steel provides for the production of various types of stamped and rolled billets using hot rolling or stamping. The steelmaking process does not vary compared with that used for the known steel. Steel is smelted in an open induction furnace and subjected to heat treatment and nitriding to maximize its strength. Table 1 shows the chemical composition of the precipitation hardening steels.

Таблица 1Table 1

У предлагаемой стали, имеющей поеле термической обработки мелкозернистую структуру, обеспечиваетс  после азотировани  хорошее качество азотированного сло  без выкрашивани  и сколов.After the nitriding, the proposed steel having a heat-treating fine-grained structure is provided with good quality nitrided layer without chipping and chipping.

В числителе и знаменателе - глубина азотированного сло  с твердостью НнбОО после азотировани  в среде 80% N + 20 КНз при температурах соответственно - 30 ч. и - 20 ч.In the numerator and denominator - the depth of the nitrated layer with a hardness of HNbOO after nitriding in an environment of 80% N + 20 KNz at temperatures of respectively - 30 hours and - 20 hours.

В табл. 2 приведены механические свойства,магнитна  проницаемостьуй, величина аустенитного зерна dj,pH характеристики азотированного сло  сталей (закалка)от 1170°С и старение п.ри 650°С 15 ч .In tab. 2 shows the mechanical properties, magnetic permeability, austenitic grain size dj, pH characteristics of the nitrated steel layer (quenching) from 1170 ° С and aging at 650 ° C and 15 h.

Таблица 2table 2

Азотирование обеспечивает предлагаемой стали слой глубиной 0,25- . 0,40 мм и твердость 730-870, известной - глубину азотированного спо  0,15-0,35 мм и твердость НУ, 600-630.Nitriding provides the proposed steel with a depth of 0.25. 0.40 mm and hardness 730-870, known - the depth of nitrided SPO 0.15-0.35 mm and hardness NU, 600-630.

Сравнительные испытани  на износостойкость и контактную прочность провод т на машине МИ-1М при трении ка 1ени  с удельным проскальзыванием равным 15% на роликах 28,6мм по следуквдей методике. Два ролика одСтали плавок 1 и 5 (состав которы выходит из пределов предлагаемого/ .имеют низкие уровни прочности ((600 МПа у плавки 1 или пластичносЬги и ударной в зкости (if 4% и.о 1,5 кДж/см у плавки 5), что не обеспечивает надежную работу высоконагруженных немагнитных деталей. По прочностным характеристикам. величине аустенитного зерна, глубинеComparative tests of wear resistance and contact strength were carried out on an MI-1M machine with a friction of 1 with a specific slip of 15% on rollers 28.6 mm according to the following procedure. Two rollers of single steel heats 1 and 5 (the composition of which goes beyond the limits of the proposed /. Have low levels of strength ((600 MPa for melting 1 or plasticity and toughness (if 4% and 1.5 kJ / cm for melting 5) that does not ensure reliable operation of high-loaded non-magnetic parts. By strength characteristics, austenitic grain size, depth

новременно вращаютс  в разные стороны со скорост ми 425 и 360 об/мин. При каждой нагрузке образцы испытывакгг в течение 40 ч, по окончании этапа определ ют износ образцов при потере веса.rotates at different times at 425 and 360 rpm. At each load, the specimens were tested for 40 hours; at the end of the stage, the wear of the specimens with weight loss was determined.

Прин тые нагрузки на ролики и соответствук цие им контактные напр жени , а также величина суммарного износа после каждого этапа испытаний приведены в табл. 3.The received loads on the rollers and the corresponding contact stresses, as well as the value of the total wear after each stage of testing, are given in Table. 3

ТаблицаЗ и качеству азотированного сло  Ттабл. 2), известна  сталь (плавки 6 и 7 существенно уступает предлагаемой стали и не может быть использована дл  изготовлени  высоконагруженных немагнитных деталей. Ожидаемый экономический эффект от применени  предлагаемой стали составит 100 тыс.руб. в год.Table 3 and the quality of the nitrated layer. 2), known steel (melts 6 and 7 are significantly inferior to the proposed steel and cannot be used to manufacture highly loaded non-magnetic parts. The expected economic effect from the use of the proposed steel is 100 thousand rubles a year.

Claims (1)

НЕМАГНИТНАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, никель, ванадий, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности и износостойкости, она дополнительно содержит хром, ниобий, кальций, цер рий при следующем соотношении компонентов, мас.%:NONMAGNETIC STEEL containing carbon, manganese, nickel, vanadium, iron, characterized in that, in order to increase strength and wear resistance, it additionally contains chromium, niobium, calcium, cerium in the following ratio, wt.%: Углерод Carbon 0,4-0,5 0.4-0.5 Марганец Manganese 14,1-18,2 14.1-18.2 Никель Nickel 3,0-4,0 3.0-4.0 Ванадий Vanadium 3,2-4,2 3.2-4.2 Хром Chromium 1,5-2,5 1.5-2.5 Ниобий Niobium 0,03-0,08 0.03-0.08 Кальций Calcium 0,001-0,005 0.001-0.005 Церий Cerium 0,10-0,20 0.10-0.20 Железо Iron Остальное Rest
чh 0000 ооoo 1one 10764881076488 22
SU823518503A 1982-12-07 1982-12-07 Non-magnetic steel SU1076488A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823518503A SU1076488A1 (en) 1982-12-07 1982-12-07 Non-magnetic steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823518503A SU1076488A1 (en) 1982-12-07 1982-12-07 Non-magnetic steel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1076488A1 true SU1076488A1 (en) 1984-02-29

Family

ID=21038086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823518503A SU1076488A1 (en) 1982-12-07 1982-12-07 Non-magnetic steel

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1076488A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР 663750, кл. С 22 С 38/12, 1979. 2. Авторское свидетельство СССР 258606, кл. С 22 С 38/12, 1970. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI60241B (en) VAERMEBEHANDLADE GJUTJAERNSLEGERINGAR
JP2000054069A (en) Carburized material excellent in rolling fatigue characteristic
JPH04143253A (en) Bearing steel excellent in rolling fatigue characteristic
SU1076488A1 (en) Non-magnetic steel
JP2650225B2 (en) Spring steel
SU1070203A1 (en) Wear resistant alloy
US2585372A (en) Method of making low-alloy steel
JPS58171558A (en) Tough nitriding steel
JPH0354173B2 (en)
JPH07179988A (en) Hot tool steel excellent in high temperature strength
SU1044656A1 (en) Cast iron
SU956597A1 (en) Steel
RU2341580C2 (en) Graphitised steel for forming rolls
CN106636896A (en) High hardenability hot-rolled knife board steel
JPS6123750A (en) Nonmagnetic steel
SU1196411A1 (en) Steel
US1907385A (en) Air toughened alloy steel
SU1145047A1 (en) Die steel
SU1388455A1 (en) Steel
SU1135792A1 (en) Steel
JPH02145744A (en) Carbon steel for machine structural use having excellent cold forgeability and induction hardenability
RU2241779C1 (en) Rail steel
SU1686025A1 (en) Phosphorous cast iron
RU2425905C1 (en) High strength corrosion resistant high nitrogenous non-magnetic steel
JPS59129756A (en) High strength carburizing steel for hardening for cross pin of driving shaft