SU1148891A1 - Литейна сталь - Google Patents

Abstract

даЗЕЙНАЯ СТАЛЬ, содержаща  ЗДлерод,.кремний, хром, марганец, молибден,, ванадий и железо, о т л ич а ю щ а   с   тем, что, с целью вов ышени  ударной в зкости и трещиноустойчивости при сохранении прочностных и пластических свойств, она дополнительно содержит кальций, церий и, по крайней мере, один элемент из группы, содержащей магний и лантан, при следук цем соотношении компонентов, мас.%: Углерод0,1-0,3 Кремний1-3 Хром4-8 Марганец4-8 Молибден 0,01-0,4 Ванадий0,01-0,2 Кальций0,01-0,3 Церий0,05-0,2 По крайней мере, один элемент из i группы, содержа (Л щей магний и лантан0 ,005-0,3 Железо Остальное

Description

Фь

00 00

со Изобретение относитс  к металлур гии, а именно к изысканию литейной высокопрочной стали с повышенной ударной в зкостью и трещиноустойчивостью . Известна литейна  конструкционна сталь, имеюща  химический состав, мае,%: Углерод0,24-0,28 Марганец1,5-1,8 Кремний0,8-1,0 Хром1,8-2,2 Ванадий0,15-0,2 Церий0,05-0,08 Магний0,005-0,01 ЖелезоОстальное Пос е термической обработки (по режиму; двойна  нормализаци  при 900 - 920°С с последующим низки отпуском при 280-300С с охлаждение на воздухе) сталь имеет следующие механические свойства: Предел прочности, МПа 1400-160 Предел текучести, МПа 1200-130 Относительное удлинение , %8-10 Относительное сужение,% 25-35 Ударна  в зкость при температуре , кДж/м2 400-700 ТрещиНоустойчивость стали состав л ет 450 Н 1 , Однако эта сталь при удовлетвори тельных значени х прочностных и пла тических свойств имеет низкие показатели по ударной в зкости и трещиноустойчивости , что существенно огр ничивает возможность ее лспользовани  дл  деталей сложной конфигураци работаюищх в услови х повышенных динамических нагрузок. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой  вл етс  литейна  сталь, имеюща  химический состав, мае.%: Углерод0,15-0,25 Марганец2,15-4,2 Хром2,0-5,0 Молибден0,3-0,46 Ванадий0,1-0,35 Кремний0,1-0,5 ЖелезоОстальное Механические свойства указанной стали после тершзческой обработки (по режиму: закалка с 900 - 950°С, отпуск при 200 ) следующие: Предел прочности, МПа 1450-1600 Предел текучести, МПа 1220-1310 Относительное удлинение , %9-10,3 Относительное сужение, % 40-48 Ударна  в зкость при температуре 20°С, кДж/м 430-580 ТрещиНоустойчивость этой стали составл ет 600 Н 2, Известна  сталь по значени м прочностных и пластических свойств находитс  на уровне стали , но имеет лучшие показатели по трещиноустойчивости . Однако значени  ударной в зкости этой стали не позвол ют использовать ее дл  деталей, работающих при высоких динамических нагрузках. Цель изобретени  - повышение ударной в зкости и трещиноустойчивости при сохранении прочностных и пластических свойств. Поставленна  цель достигаетс  тем, что литейна  сталь, содержаща  углерод , кремний, хром, марганец, молибден , ванадий и железо, дополнительно содержит кальций, церий и, по крайней мере, один элемент из группы, содержащей магний и лантан, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод0,1-0,3 Кремний1-3 Хром4-8 Марганец4-8 Молибден0,01-0,4 Ванадий - 0,01-0,2 Кальций0,01-0,3 Церий0,05-0,2 По крайней мере, один элемент из группы, содержащей магний и лантан 0,005-0,3 ЖелезоОстальное Обеспечение высоких значений ударной в зкости и трещиноустойчивости при сохранении прочностных и пластических свойств достигаетс  легированием , хромом, марганцем и кремнием, вз тыми в больших количествах, а также кальцием, церием, магнием и лантаном . Хром, марганец и кремний, вз тые в больших количествах (4-8, 4-8 и 1-3 мас.% соответственно), снижают температуру начала мартенситного превращени ,упрочн ют кристалличес1 кую решетку и способствуют обр зованию реечного мартенсита, что обеспечивает высокую прочность стад Повышенные количества хрома, марган ца и кремни  способствуют более пол ному раскислению стали. Кроме этого, хром и марганец спо собствуют получению высокого уровн  трещиноустойчивости стали за счет повышени  ее высокотемпературной прочности. Кальций в количестве 0,01-0,3 мас приводит к очищению границ зерен и изменению их энергетического состо  ни . Кроме того, кальций предохран  ет металл от повторного окислени . , Церий в количествах 0,050 ,2 мас.% уменьшает число неметалли ческих включений в стали, придает им глобулиризованную форму, очищает границы зерен и упрощает металличес кую матрицу, а также способствует обессериванию стали в результате образовани  легковсгшывающих тугоПлавких оксисульфидных включений. Лантан в пределах 0,0050 ,3 мас.% способствует более равномерному распределению неметаллических включений в теле и по границам зерна, что положительно вли ет на в зкость стали. Магний  вл етс  поверхностно-активным элементом. Частицы магни , наход сь в парообразном состо нии, при температуре кристаллизации стал обладают минимальным значением поверхностной энергии и адсорбируютс  на поверхности раздела расплав кристалл , образу  сплошную мономоле кул рную пленку, тормоз щую развити кристаллитов. В результате этого в стали происходит образование мелк глобул рной структуры. Кроме того, магний в количестве до 0,3 мас.% измен ет состав, форму и характер расположени  неметаллических включе ний и тем самым способствует повыше нию трещиноустойчивости. 914 Сталь выплавл ют в открытой индукционной печи емкостью 60 кг с основной футеровкой. Кремний, хром, марганец , молибден и ванадий ввод т в виде ферросплавов, кальций, магний и церий - в виде лигатур, лантан в чистом виде. Механические свойства определ ют на образцах, вырезанных из пробных брусков, согласно ГОСТ 977-75. После термической обработки по режиму: нормализаци  при закалка с охлаждение на воздухе; отпуск при сталь обеспечивает следующий уровень механических свойств: Предел прочности, tffla 1550-1680 , Предел текучести, МПа 1220-1330 ОтйЪсительноеудлинение , %10,8-12,0 Относительное сужение , %45-53 Ударна  в зкость при температуре 20С, кДж/м 850-1140 Трещиноустойчивость предлагаемой стали составл ет 750-850 Н. Примеры конкретного исполнени  исследований механических свойств и трещиноустойчивости стали приведены в таблице. Результаты изучени  свойств предлагаемой стали показали ее преимущество по ударной в зкости и трещкноустойчивости при сохранении высокого уровн  прочностных и пластических свойств в сравнении с известной сталью., Сочетание высокой ударной в зкости и трещиноустойчивостис высоким уровнем прочности и пластичности предлагаемой стали позвол ет использовать ее в издели х новой техники при изготовлении т желонагруженных деталей сложной конфигурации, работающих в услови х повьшенных динамических нагрузок. Годовой экономический эффект от внедрени  предлагаемой стали составит 55880 руб.

о

1Л 1о

о

1Л

F

оо

00

IT)

«I

о

зvr

ел

ел

А

о

о 1 о

о

1

vO

го

v

4

ЕЧ и о о о «

о о

00

о

о х

CD

о

CTi

ш

4h

о

Oi

ш

го

п

р

о

ы

г

vO VO

о со

о

1

см

N

«-

д

Ь Щ о о

о «

го

ft

о

см

о

го.

о

CVJ

«t

о

о о

f

00

о

ч

00 о

ч го

п о

М

го ю

о см

ъ

о

LTi

ЧГ«t

о

см

ю

СЗЧ

«

1Л

о

Сч

ю f

in

fO

о in

о о ch

. о

о г 00

о

о

о

о

о о

о со

vO

.VO

СП

00

00

00

о

ел

СП

«п

in

ш

о in

о ю

vO

о

VO

«

о

1Л

-СГ

cr,

ст о

о

«Irt

о

TCN

о

о г о

о ш

о о о

о со сМ

0 VO

г

vC

Ш

чО vO 47

о

о

о

о ел см

о m см

о г

о

о

см

CS

00

со

CS}

csi

со

РО

см

CN РО

т

А

л

ЕН О)

(U

(лШ

о о

о

ои

X

о а

г

ш

.

о

«%

о in

г J о

А

о см

см

м

о

о

п

сГ

«м

V

о -

см

. ,

о о

I

со о

о о

d«

А

00 чС

ш

о

0

м со

«л г

ел

. «

о

OV

00

о о со 00 з- ю

о -)

00

о о о

о

CN

гЛ

см

Claims (1)

1. ЛИТЕЙНАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод,.кремний, хром, марганец, молибден, ванадий и железо, о т лич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости и трещиноустойчивости при сохранении прочностных и пластических свойств, она дополнительно содержит кальций,

   церий й, по крайней мере, один эле- мент из группы, содержащей магний и лантан, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 0,1-0,3 Кремний 1-3 Хром 4-8 Марганец 4-8 Молибден 0,01-0,4 Ванадий 0,01-0,2 Кальций 0,01-0,3 Церий 0,05-0,2 По крайней мере, один элемент из 2 S группы, содержа- щей магний и лан- ω тан 0,005-0,3 Железо Остальное С 00 QD ςρ

   ί