SU1170001A1 - Сталь - Google Patents

Abstract

СТАЛЬ, содержаща  углерод, кремний, марганец, бор, алюминий, титан, ниобий, по крайней мере один элемент из группы, содержащей кальций, и железо, отличающа с  f . S , тем , что, с целью повышени  стабильности износостойкости при трении с недостаточной смазкой и теплопрочности, она содержит ниобий в виде нитридов, а указанна  группа дополнительно .содержит барий при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,14-0,35 Углерод 1,80-2,15 Кремний 0,35-0,75 Марганец 0,02-0,07 Алюминий 0,10-0,35 Титан 0,003-0,005 Бор 0,03-0,23 Нитриды ниоби  По крайней мере S один элемент из (Л группы, содержащей 0,03-0,12 кальций и барий Остальное Железо

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке составов стали дл  деталей, работающих в услови х трени  с недостаточной смазкой.

Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности износостойкости при трении с недостаточной смазкой и теплопрочности.

Изобретение иллюстрируетс  примерами конкретного выполнени .

Увеличение концентрации кремни  в предложенной стали до 1,80- 2,Т5 мас.% повьшает стабильность металлической основы и содержание в стали силикатов, из.мёльчает литую структуру, упрочн ет металлическую основу и повышает стойкость против расслоени  при трении и фрикционную теплостойкость, что обеспечивает повьшение стабильности износостойкости при трении- с недостаточной смакой . При содержании кремни  до 1,80 .мас.% стабильность матрицы и фрикционной теплоетойкостинедостаточ ны, а при концентрации кремни  более 2,15 мас.% снижаетс  ударна  в зкость стали и в зкость разрушени  в цементованном слое.

Использование нитридов ванади  в количестве 0,03-0,23% мас.% измен ет природу упрочн ющих фаз, увеличивает в структуре содержание тугоплавких дисперсных включений, обеспечивающих наследственную мелкозернистость и повышенную фрикционную теплостойкость при нагреве в услови х трени  увеличивает глубину карбидной зоны и сопротивл емость износу, что обеспечивает существенное повышение теплопрочности и стабильности износа при недостаточной смазке.

При содержании нитридов ниоби  до 0,03 мас.% теплопрочность имеет низкие значени , как и при исследовании и качестве легирующей добавки ниоби  в количестве до 0,1 мас.%. При увеличении концентрации нитридов ниоби  более 0,23 мас.% снижаютс  пластические свойства и глубина карбидной зоны на издели х.

Определение содержани  нитридов ниоби  в предложенной стали проводил методом микрорентгеноспектрального анализа, Микрорентгеноспектральным анализом установлено, что при заме«е

ниоби  на нитриды ниоби  существенно повышаетс  стабильность структуры, увеличиваютс  глубина карбидной зоны на издели х и теплопрочность стали, уменьша  темп снижени  износостойкости .при недостаточной смазке. .

Элемент из группы, содержащей калций и/или барий в количестве 0,030 ,12 мас.%.использован как эффективна  модифицирующа  добавка, улучшающа  форму как основного зерна в литы детал х, так и вкарбидной зоне, очищает границы зерен от неметалличеких включений, котора  способствует в приведенных концентраци х увеличению в зкости разрушени  в цементованном слое и повьшгению глубины карбидной зоны и стабильности износа. При концентрации их до 0,03 мас.% эффект улучшени  формы зерен повьш1ени  глубины карбидной зоны и в зкости . . разрушени  в цементованном слое про вл етс  недостаточно, а при концентрации более 0,1-2 мас.% снижаютс  . теплопрочность и стабильность фрикционной теплостойкости, что приводит к увеличению темпа снижени  износостойкости при недостаточной смазке.

Пример. Приведены опытные плавки сталей в индукционных печах с основной футеровкой. Температура перегрева расплавленного сплава, выплавленного на окисленной шихте, перед рафинированием составл ла 18631933 К, а перед вьшуском в раздаточный ковш дл  микролегировани  и модифицировани  1873-1903 К. Присадку ферротитана, азотированного ниоби , ферроалюмини , силикокальци  (или силикобари ) производили при заполнении ковша на 1/3 его объема. Через 3-10 мин после модифицировани  сталь разливали в сухие песчатые формы дл  получени  технологических проб, образцов дл  механических испытаний и износостойкости отливок. fIpcлe проверки микроструктуры, определени  размеразерен подвергают высокотемпературной нитроцементацйи при 1243-1253 К с выдержкой в течение 12 ч, закалке в воде с 11231233 К и отпуску при 453-473 К.

Сравнительные результаты известного и предлагаемых составов даны в таблице.

Claims (1)

1. СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, бор, алюминий, титан, ниобий, по крайней мере один элемент из группы, содержащей кальций, и железо, отличающаяся тем/ что, с целью повышения стабильности износостойкости при трении с недостаточной смазкой и теплопрочности, она содержит ниобий в виде нитридов, дополнительно следующем соотно· мае. %:

   0,14-0,35

   1,80-2,15

   0,35-0,75

   0,02-0,07

   0,10-0,35

   0,003-0,005

   0,03-0,23 а указанная группа содержит барий при шении компонентов,

   Углерод

   Кремний

   Марганец Алюминий Титан

   Бор

   Нитриды ниобия По крайней мере один элемент из· группы, кальций и барий Железо

   0,03-0,12

   Остальное содержащей >

   1170001 .... 2