SU1109465A1

SU1109465A1 - Steel

Info

Publication number: SU1109465A1
Application number: SU833607382A
Authority: SU
Inventors: Николай Михайлович Воронцов; Тамара Семеновна Скобло; Эдуард Михайлович Темников; Людмила Анатольевна Малашенко; Валентина Ивановна Караваева; Лариса Петровна Косик; Геннадий Васильевич Щербединский; Павел Лукич Грузин; Наталья Михайловна Александрова; Александр Александрович Васильев; Леонид Кимович Лещинский; Александр Григорьевич Григорьянц; Анатолий Николаевич Сафонов; Павел Ефимович Осипенко; Алексей Федорович Шулежко; Юрий Викторович Якубович; Леонид Александрович Тимошенко
Original assignee: Украинский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Металлов; Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина
Priority date: 1983-06-17
Filing date: 1983-06-17
Publication date: 1984-08-23

Abstract

СТАЛЬ, содержаща углерод, кремний, марганец, хром, молибден, алюминий, кальцнй, бор и железо, отличающа с тем, что, с целью повышени прочн)сти и термостойкости , она дополнительно содержит никель и магний при следующем соотношении компонентов. Мае. %: 1,0-2,0 Углерод 1,0-2,5 Кремний 0,3-0,8 Марганец 0,1-1,0 Хром 0,1-0,3 Молибден 0,02-0,2 Алюминий 0,01-0,2 Кальций i 0,005-0,01 Бор (Л 0,1-1,0 Никель 0,01-0,1 Магний Железо ОстальноеSTEEL containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, aluminum, calcinium, boron and iron, characterized in that, in order to increase its strength and heat resistance, it additionally contains nickel and magnesium in the following ratio of components. Mae. %: 1.0-2.0 Carbon 1.0-2.5 Silicon 0.3-0.8 Manganese 0.1-1.0 Chromium 0.1-0.3 Molybdenum 0.02-0.2 Aluminum 0.01-0.2 Calcium i 0.005-0.01 Boron (L 0.1-1.0 Nickel 0.01-0.1 Magnesium Iron Else

Description

Изобретение относитс к металлургии , в частности к стал м, примен51е мым дл изготовлени литых прокатных валков.The invention relates to metallurgy, in particular, to steel used for the manufacture of cast rolls.

Известны стапи д,п валков 9ХМФ и 9Х2МФ СП Known stapi d, p rolls 9HMF and 9H2MF SP

Однако эти стали обладают относительно невысокими свойствами в литом состо нии.However, these steels have relatively low properties in the cast state.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс сталь C2J состава , мае. %:Closest to the invention in its technical essence and the effect achieved is steel C2J of composition, May. %:

Углерод0,45-0,95Carbon0.45-0.95

Кремний0,5-4 , Silicon 0.5-4,

МарганецО, 1--2Manganese, 1--2

Сера0,001-05015Sulfur0.001-05015

Молибден и/и, хром0,1-1,5Molybdenum and / and chrome 0.1-1.5

Бор0,0005-0,006 Bor0,0005-0,006

Алюминий и/или титанО.,01-0,,5Aluminum and / or titanO., 01-0,, 5

Кальций0,0005-0 ,,03Calcium0,0005-0 ,, 03

Железо Остальное Недостатками известной стали вЛ ютс относительно низкие црочностные свойства и термостойкость.Iron Else The disadvantages of the famous steel are relatively low strength properties and heat resistance.

Цель изобретени - повьшение прочности и термостойкости стали.The purpose of the invention is to increase the strength and heat resistance of steel.

Дл достижени указанной цели сталь, содержаща углерод, кремний, марганец, хром, молибден, алюминий, кальций, бор и железо, дополнительно содержит никель и магний при следующем соотношении компонентов,мае. %; Углерод1,0-2,0To achieve this goal, steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, aluminum, calcium, boron, and iron, additionally contains nickel and magnesium in the following ratio of components, May. %; Carbon1.0-2.0

Кремний1,0-2,5Silicon1.0-2.5

Марганец0,3-0,8Manganese 0.3-0.8

Хром0,1-1,0Chrome 0.1-1.0

Молибден .О,1-0,3 Molybdenum .O, 1-0.3

Алюминий 0,02-0,2 Бор . 0,005-0,01 Кальций .. 0,01-0,2 Никель0,1-1,0Aluminum 0.02-0.2 Bor. 0.005-0.01 Calcium .. 0.01-0.2 Nickel0.1-1.0

Магний0,01-0,1 Magnesium0.01-0.1

ЖелезоОстальноеIronErest

Выбор граничных параметров элементов в указанных пределах объ сн етс следуюиа-iM.The selection of the boundary parameters of the elements within the specified limits is explained in the following iM.

При содержании углерода и кремни менее 1 мае. % не обеспечиваетс кристаллизаци графита из расплава, формируема структура имеет недостаточные твердость и термическую выноа1ивость . При содержавши углерода более 2,0 мае. % нар ду с графитом по границам зерен образуетс груба цементитна сетка. Така структураWith a carbon and silicon content of less than 1 May. % no crystallization of graphite from the melt is provided, the formed structure has insufficient hardness and thermal strength. When containing carbon more than 2.0 May. % along with graphite, coarse cementite mesh is formed along the grain boundaries. Structure

снижает пластические характеристики и термостойкость. Нри содержании кремни свыше 2,5 мае. % несколькоreduces plastic characteristics and heat resistance. Sri content of silicon over 2.5 May. % some

. 11тсудшаютс прочностные характеристики стали.. 11 strength characteristics of steel are getting worse.

Действие никел аналогично действию кремни . Введение никел обеспечивает формирование стабильной перлитной структуры. Использование ткел в количестве менее 0,1 мас.% неэффективно, С увеличением содержани никел более 1 мае„ % ухудшаетс форма графитных включений, они станов тс более крупными и разветвлеинь ми , что ухудшает термическую стойкость стали.The effect of nickel is similar to that of flint. The introduction of nickel ensures the formation of a stable pearlite structure. The use of a tkel in an amount of less than 0.1 wt.% Is inefficient. With an increase in nickel content of more than 1 May „% the shape of graphite inclusions deteriorates, they become larger and more branching, which deteriorates the thermal resistance of steel.

Введение в стань кальци и магни (0,01-0,2 мае. % каждого) обеспечивает получение шаровидного и компактного графита. Их совместное применение вл етс более эффективным. Кальций предварительно св зывает демодификаторы, облегчает магнию взаимодействие с углеродом и обеспечивает большую эффективность процесса модифии,ировани и сферо11дизации. Кроме того, уменьшаетс расход магни и снижаетс пироэффект. При использовании этих элементов в количествах менее 0,01 мае. % не про вл етс модифицирующее вли ние, а при более 0,2 мае. % увеличиваетс загр зненность неметаллическими включени ми , а также возникает эффект деглобул ризации .The introduction of calcium and magnesium into the camp (0.01–0.2 May% of each) provides for the preparation of spherical and compact graphite. Their combined use is more effective. Calcium pre-binds demodifiers, facilitates magnesium interaction with carbon and provides greater efficiency in the process of modification, alignment, and spheroidization. In addition, the consumption of magnesium is reduced and the pyro effect is reduced. When using these elements in quantities less than 0.01 May. % does not show a modifying effect, but with more than 0.2 May. % increases the contamination with nonmetallic inclusions, as well as the effect of deglobulization.

Применение алюьшни в количестве 0,02-0,2 мае. % и бора 0,0050 ,01 мае. % способствует измельчению зерна, увеличению дисперсной структуры, повьшению сопротивлени износу.The use of aluminum in the amount of 0.02-0.2 May. % and boron 0,0050, 01 May. % contributes to the grinding of grain, an increase in the dispersed structure, and an increase in wear resistance.

Бор увеличивает прокаливаемость материала и способствует измел7ьчению графитовых включений. Наиболее эффективно про вл етс его вли ние при одновременном раскислении металла алюминием. Введение алюмини , кроме того, повышает число центров графитизации .Boron increases the hardenability of the material and contributes to the reduction of graphite inclusions. Its effect manifests itself most effectively while the metal is deoxidized by aluminum. The introduction of aluminum, in addition, increases the number of graphitization centers.

Содержание бора до 0,005 нас, % практически не оказывает вли ни на формирование из-быточной карбидной фазы, а следовательно, не измен ет уровн твердости. Содержание его более 0,01 мае, % приводит к по влению крупных карбидных включений с ледебуритом , что ухудшает термическую выносливость материала.The boron content of up to 0.005 us,% has practically no effect on the formation of the excess carbide phase, and therefore does not change the level of hardness. Its content is more than 0.01 May,% leads to the appearance of large carbide inclusions with ledeburite, which impairs the thermal endurance of the material.

Применение алюмини в количестве менее 0,02 мае. % недостаточно дл раскислени и увеличени центров кристаллизации, измельчени зерна в стали. Содержание алюмини свыше 0,2 мае. % значительно увеличивает загр зненность неметаплическими включени ми , ухудшает уровень прочности и пластичности и не измен ет число центров графитизации.The use of aluminum in amounts less than 0.02 May. % insufficient to deoxidize and increase the centers of crystallization, grinding grain in steel. Aluminum content over 0.2 May. % significantly increases the contamination with non-tamper inclusions, impairs the level of strength and ductility and does not change the number of graphitization centers.

Дл определени прочностных, пластических характеристик и термической выносливости предлагаемой стали выплавл ют 5 составов: три из них соответствуют граничным и оптимальному значени м вход щих в состав компонентов , два - вне предлагаемых пределов .To determine the strength, plastic characteristics and thermal endurance of the proposed steel, 5 compositions are smelted: three of them correspond to the boundary and optimum values of the components included in the composition, two are outside the proposed limits.

Дл обеспечени сопоставительного анализа с известной сталью отливают таюке состав, соответствующий составу известной стали с оптимальным соотношением компонентов.In order to provide a comparative analysis with known steel, a composition is cast according to the composition corresponding to the composition of known steel with an optimum ratio of components.

Выплавку производ т в 200-кйлограммовой индукционной печи с кислой футеровкой.The smelting is carried out in a 200 kilogram acid-lined induction furnace.

В табл. 1 приведен химический состав отлитых плавок; в табл. 2 уровень свойств.In tab. 1 shows the chemical composition of the cast melts; in tab. Level 2 properties.

Анализ свойств и структуры показал , что максимальньй уровень свойст имеют отливки 2,3 и 4, состав которых соответствует составу предлагаемой стали. Сталь (отливка 1), в которой кo moнeнты вз ты в количестве ниже предлагаемых пределов, не. имеет в структуре включений графита, а уровень твердости (213НБ) недостаточен дл надежной работы прокатных валков в услови х износа.Analysis of the properties and structure showed that the 2,3 and 4 castings, the composition of which corresponds to the composition of the proposed steel, have the highest level of properties. Steel (casting 1), in which the components are taken in quantities below the suggested limits, not. has in the structure of inclusions of graphite, and the level of hardness (213NB) is insufficient for reliable operation of the rolling rolls under conditions of wear.

В отливке 5, химический состав которой превышает верхний предел со-, держани компонентов в предлагаемой стали, имеютс графитные включени , отличающиес большим разбросом размеров по сравнению с отливками 2,3 и 4 (20-60 и 10-30 мкм соответственно). Кроме того, в структуре имеетс карбидна , фаза в виде грубой цементитной сетки по границе зерен, что уменьшает термическую стойкость материала (число циклов до разрушени не превьш1ает 105).In casting 5, the chemical composition of which exceeds the upper limit of the content of the components in the proposed steel, there are graphite inclusions that differ in a large range of sizes compared to castings 2,3 and 4 (20-60 and 10-30 microns, respectively). In addition, the structure has a carbide phase in the form of a coarse cementite mesh along the grain boundary, which reduces the thermal resistance of the material (the number of cycles before destruction does not exceed 105).

Сталь (отливка 6), отлита в соответствии с составом известной стали, имеет более низкие прочностные свойства и термическую выносливость.Steel (casting 6), cast in accordance with the composition of the known steel, has lower strength properties and thermal endurance.

Повышение прочностных свойств и термостойкости уменьшает поломки валков на 25%, сокращает простои станов и врем на перевапки валков (на 125 ч), что облегчает труд обслуживающего персонала, увеличивает производительность станов на 0,75%.Improving the strength properties and heat resistance reduces roll breaks by 25%, reduces mill downtime and rolls over-time (by 125 hours), which facilitates the work of the staff, increases mill productivity by 0.75%.

Предлагаема сталь может использоватьс в литом состо нии и после поверхностного упрочнени .The proposed steel can be used in the cast state and after surface hardening.

Claims

STEEL containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, aluminum, calcium, boron and iron, characterized in that, in order to increase strength and heat resistance, it additionally contains nickel and magnesium in the following ratio of components, Mas. %:

Carbon 1.0-2.0 Silicon 1.0-2.5 Manganese 0.3-0.8 Chromium 0.1-1.0 Molybdenum 0.1-0.3 Aluminum 0.02-0.2 Calcium 0.01-0.2 Boron 0.005-0.01 Nickel 0.1-1.0 Magnesium 0.01-0.1 Iron Rest

I