SU1151586A1 - Литейна конструкционна сталь - Google Patents

Abstract

ЛИТЕЙНАЯ КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ, содержаща  углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, церий, бор. азот и железо, отличающа с  тем, что, с целью повьшени  прочностных свойств и ударной в зкости при температуре минус 60 С, она дополнительно содержит цирконий, ниобий, магний и кальций при следующем соотношении компонентов, мае.%: 0,15-0,20 Углерод 1,6-1,8 Кремний 1,5-1,8 Марганец 1,2-1,6 Хром 0,1-0,2 Ванадий 0,05-0,1 Церий 0,003-0,005 Бор 0,008-0,02 Азот 0,05-0,1 Цирконий 0,08-0,15 Ниобий 0,008-0,015 Магний 0,03-0,08 Кальций Железо Остальное

Description

:л :л

X Од Изобретение относитс  к металлур гии сплавоп, конкретно к созданию сплава на основе железа, содержаи{ег различные легирующие добавки, испол зуемого дл  лить  т желоиагруженных деталей, подвергаемых ударному воздействию , В металлургии извес.тны высокопро ные литейные конструкционные стали, например, сталь 12ДГН1МЛЛ, сталь 15ДГН2ЛЛ и другие. Однако данные стали содержат в своем составе доро госто щие, дефицитные, стратегические материалы, такие как никель, медь, вольфрам, молибден. Существующие литейные марки стали, не содер жап1ие в своем составе хот  бы части этих элементов, из-за недостаточной прочности и особенно пластичности и в зкости не могут Сыть использованы дл  высоконагруженных деталей особенно при низких температурах, например в услови х крайнего Севера Известна сталь l , содержаща , мас.%: УглеродО,12-0,18 Марганец1,0-1,4 Ванадий0,1-0,2 Молибден0,4-0,6 Церий0,15-0,20 Кремний0,2-0,4 Хром1,2-1,6 Вольфрам0,2-0,4 Селен0,02-0,03 ЖелезоОстальное Этот состав после соответствующе оптимальной термической обработки (нормализации при 940-960 С и отпус при 550°с) обеспечивает следующие механические свойства: предел прочности 100 кгс/мм (1000 мП); предел текучести 75 кгс/мм (750 мП); отно сительное удлинение 14%; ударна  в зкост при С - 6,5 кгсм/см ;, при -40°С - 3,0 кгсм/см. Однако указанна  сталь имеет ограниченное применение, так как не может быть использована дл  получени  литых т желонагруженных деталей подвергающихс  ударному воздействию при низких температурах в услови х крайнего Севера и районах БАМа. Кро того, известна  сталь содержит в своем составе дорогие, дефицитные, стратегические материалы, такие как вольфрам и молибден. Наиболее близкой к изобретению по технической су1цности и достигаемому Г1о.11ожите.льр(ому эффекту  вл етс  литеГгна  К()Р1струкциониа  сталь /У с:ледующего химического состава, м а г . % : Углерод0,1-0,24 Кремний0,17-0,5 МарганецО,Д-1,5 Хром0,5-2,0 Ванадий0,02-0,2 Церий0,001-0,008 Бор0,001-0,006 Азот0,005-0,03 ЖелезоОстальное Недостатками известной стали  вл ютс  низкие прочностные свойства и ударна  в зкость при температуре минус 60 С. Цолью изобретени   вл етс  повышение прочностных свойств и ударной в зкости при температуре минус 60 С. Указанна  цель достигаетс  тем, что литейна  конструкционна  сталь, содержаща  углерод, кремний, марганец , хром, ваналий, церий, бор, азот и железо, дополнительно содержит цирконий, ниобий, магний и кальций при следующем соотношении компонентов , мас.%: 0,15-0,20 Углерод 1,6-1,8 Кремний 1,5-1,8 Марганец 1,2-1,6 0,1-0,2 Ванадий 0,05-0,1 0,003-0,005 0,008-0,02 0,05-0,1 Цирконий 0,08-0,15 Ниоби11 0,008-0,015 Магний 0,03-0,08 Кальций . Железо Остальное В изобретении применено легирование литейных марок стали цирконием и ниобием, что позвол ет значительно повысить ее прочностные характеристики (до 20-25%). Кроме того, введенные дополнительные легирующие элементы , такие как азот, цирконий, ниобий, магний и кальций в совокупности с железом, углеродом, кремнием, марганцем, хромом, ванадием, церием и бором при их новом соотношении позвол ет не только повысить значительно прочность стали, но и значительно увеличить ударную в зкость при отрицательных температурах. Кроме того, сталь не требует после сварки

31151

повторной т.ермпобработки и может быть  спользовапа дл  изготовлени  литых т желонагруженных деталей, работающих в температурных услови х Сибири и крайнего Севера.5

Химический состав предлагаемой и известной сталей приведен в табл. 1, а свойства - в табл, 2,

Мгч анализа табл. 2 видно, что по прочностным характеристикам пред- 10 лагаема  сталь на 45% выше известной, что позвол ет повысить конструктивную прочность изделий и снизить вес конструкции на 30%. По пластическим характеристикам и ударной в зкости i5 при нормальной температуре обе. стали наход тс  на одном уровне.

Однако ударна  в зкость при температуре -60 С разрабо.танной стали в 2 раза выше известной стали. Дл  20 повышени  прочностных характеристик

5864

сталь дополнительно содержит Nb и Zr и повышенное количество: Si. Введени  Мр и Са позвол ет значительно понизить порог хладоломкости стали. Так при температуре -60с ударна  в зкость предлагаемой стали в 2 раза вьпае ударной в зкости известной стали.

Применение разработанной стали позвол ет повысить конструктивную прочность до 20-25% и снизить вес конструкций до 20%. Изготовленные из предлагаемой стали издели  и машины могут работать в услови х крайнего Севера. Изобретение дает экономический эффект 70-75 руб на 1 т годно- го лить . Стоимость 1 т годного лить  из известной стали составл ет 280300 руб. Стоимость разработанной стали 310 руб. за 1 т.

rt Я S e;

Ю

nj H

Таблица 2

Claims (1)

1. ЛИТЕЙНАЯ КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, церий, бор,

   азот и железо, отличающа- я с я тем, что, с целью повышения прочностных свойств и ударной вяз- кости при температуре минус 60 С, она дополнительно содержит цирконий, ниобий, магний и кальций при следую- щем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 0,15-0,20 Кремний 1,6-1,8 Марганец 1,5-1,8 Хром 1,2-1,6 Ванадий 0,1-0,2 Церий 0,05-0,1 Бор 0,003-0,005 Азот 0,008-0,02 Цирконий 0,05-0,1 S Ниобий 0,08-0,15 ел Магний 0,008-0,015 Кальций 0,03-0,08 а Железо Остальное 4 1 Си X) >