SU1337437A1

SU1337437A1 - Сталь

Info

Publication number: SU1337437A1
Application number: SU853974013A
Authority: SU
Inventors: Михаил Евгеньевич Попцов; Михаил Александрович Филиппов; Валерий Евгеньевич Луговых; Виктор Георгиевич Сорокин; Рудольф Александрович Зильберштейн; Валентина Тихоновна Алексеенко; Владимир Зиновьевич Камалов; Юрий Сергеевич Егошин; Владимир Михайлович Дорофеев; Валерий Иванович Чулий
Original assignee: Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова; Ново-Краматорский Машиностроительный Завод Им.В.И.Ленина; Волжский Завод Цементного Машиностроения
Priority date: 1985-11-04
Filing date: 1985-11-04
Publication date: 1987-09-15

Abstract

Изобретение относитс к области металлургии, в частности к составу стали, и может быть использовано дл изготовлени литых деталей, работающих в услови х т желого контактно-динамического и абразивного нагружени . Цель изобретени - повьшение стойкос-i ти стали при ударно-абразивном изнашивании . Это достигаетс тем, что сталь дополнительно содержит редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,5-1; марганец 4,5-10; хром 1-5; алюминий 0,1-1; титан 0,05-0,15; азот 0,05-0,1; ванадий О,05-0,3;кремний 0,3-0,8; РЗМ 0,002-0,01; железо - остальное, причем содержание углерода , марганца и хрома должно удовлетвор ть условию: 80 С% углерода + + 5 - % марганца + 2 % хрома 100+5. Сталь имеет высокую стойкость при ударно-абразивном изнашивании при достаточной ударной в зкости и низкой склонности к трещинообразо- ванию при литье и термической обра- - ботке. 2 табл. (Л Сдд со vj 4 СО

Description

Изобретение относитс к черной металлургии , р частности к составу стали , и может быть нспользовано в качестве износостойкого материала дл деталей, подверженных т желому контактно-динамическому нагружению, сочетающему интенсивные ударные нагрузки на рабочую поверхность детали с воздействием абразива.

Целью изобретени вл етс повышение стойкости стали при ударно-абразивном изнашивании.

Согласно изобретению содержание основных легирующих элементов - уг- лерода, марганца и хрома в стали должно удовлетвор ть условию

80 %С1 + 5 %Мп + 2 %Сг 100+

Это условие было получено на основе экспериментального определени мартенситных точек М при ох- лаждении сталей, химический состав которых соответствовал предложенным интервалам изменени концентраций основных легирующих элементов (С,Мп, Сг). Было установлено, что мартенсит- ные точки М J в интервале (-20)- (-50)°С имеют, например, следующие композиции (в скобках дано значение М ): 90Г5Х2 (-42°С), 90Г4Х4 (-36°С), 60Г10 (), 60 Г9Х4 (-26°С), 50Г10Х5 (-40°С). Из сравнени химических Составов сталей с близкими значени ми М | установили , что одинаковое вли ние на стабильность аустенита вносит изменение концентрации любого из основных легирующих элементов в следующих эквивалентных количествах: 0,1% С 1,6% Мп ci 4% Сг, или эффективность вли ни углерода на стабильность аустенита сталей (дл данных интервгшов изменени концентраций) примерно в 16 раз выше, чем марганца, и в 40 раз выше, чем хрома. Фиксированный уровень стабильности аустенита предлагаемой стали достигаетс при выполнении указанного услови , в котором эмпирические коэффициенты перед концентраци ми углерода (%С) , марганца (%Мп) и хрома (%Сг )соотнос т- с как эффективности вли ни на стабильность аустенита соответствующих легирующих элементов.

Указанное условие легировани стали позвол ет с достаточной точностью поддерживать стабильность аустенита

5

0

5

0

5

0

стали на фиксированном уровне (М У (-20)-(-SO) C ). Кроме того, это условие удобно при корректировании состава стали при проведении плавки.

Предлагаема сталь после закалки от температуры аустенизации (1140 - 1170°С) до комнатной вл етс аусте- нитной, мартеиситна точка стали (М) при легировании в соответствии с данным условием находитс на уровне (-20)-(-50)°С. После поверхностной обработки холодом в рабочей части детали образуетс 10-30% о/ - . мартенсита, твердой фазы, армирующей зерна аустенита, что значительно по- вьшает твердость рабочей -части детали (до 52-55 HRC) и износостойкость при абразивном изнашивании. В сердцевине детали сохран етс в зка чисто аустенитна структура (20-22 HRC), предохран юща деталь от преждевременного разрушени при интенсивных ударных нагрузках.

Химический состав плавок предложенной и известной сталей приведен в табл. 1.

Слитки разрезали на заготовки образцов дл испытаний на ударную в зкость и стойкость при абразивном изнашивании (на установке Бриннелл - Хаворта с полузакрепленным абразивом ) и ударно-абр.азивно.м изнашива- НИИ. Образцы изготавливали из закаленных в воду от температуры 1150°С заготовок. Величина износостойкости оценивалась как среднее значение по потер м веса трех образцов с единицы площади их рабочей поверхности после испытаний в те чение определенного. времени.

Результаты испытаний сталей приведены в табл. 2.

45

50

5Е

Применение предлагаемой стали позвол ет увеличить межремонтный срок службы рабочих органов агрегатов дробильно-размольного оборудовани и уменьшить расход металла на тонну перерабатываемого сырь .

Формул.а изобретени

Сталь, содержаща углерод, марганец , хром,.гшюминий, титан, азот, ванадий, кремний и железо, отличающа с тем, что, с целью повышени стойкости при ударно-абразивном изнашивании, она дополнительдкоземельные металлы соотношении компонен

0,5-1,0

4,5-10,0

1,0-5,0

0,1-1,0

0,05-0,15

0,05-0,10

0,05-0,30

Плавки 2- - предложенна сталь; плавки 1 и 5 имеют запредельное содержанке компонентов плавке 6 - известна сталь,

Таблица2

Кремний0,30-0,80

Редкоземельные

металлы 0,002-0,01 ЖелезоОстальное

причем содержание углерода, марганца и хрома должно удовлетвор ть условию

80 углеродаJ+ 5 марганца + -: 2 % хрома 100 ± 5

Таблица 1

Claims

Формул.а изобретения

Сталь, содержащая углерод, марганец, хром,.алюминий, титан, азот, ванадий, кремний и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости при ударно-абразивном изнашивании, она дополнитель3 но содержит редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,5-1,0 Марганец 4,5-10,0 Хром 1,0-5,0 Алюминий 0,1-1,0 Титан 0,05-0,15 Азот 0,05-0,10 Ванадий 0,05-0,30

Кремний 0,30-0,80

Редкоземельные металлы 0,002-0,01

Железо Остальное
5 причем содержание углерода, марганца и хрома должно удовлетворять условию

80 ·[% углерода]+ 5 марганца] +
10 + 2 * [% хрома] = 100 + 5

Таблица 1

Плав- ка стали* Содержание элементов, мас.Х Уровень стабильностн аустенита Fe С Мп А1 Ti N Si Сг V РЭМ S Р Са 1 0,40 10,1 0,08 0,02 0,06 0,20 5,2 0,04 0,001 0,02 0,04 Остальное 92,9 -2 0,50 10,0 0,10 0,05 0,05 0,30 5,0 0,05 0,002 0,02 0,06 95 3 0,70 8,0 0,30 0,07 0,08 0,50 3,5 0,15 0,007 0,04 0,06 103 4 1,00 4.5 1,00 0,15 0,10 0,80 1.0 0,30 0,010 0,05 0,10 104,5 5 1,05 4,2 1,10 0,17 0,10 0,85 0,9 0,32 0,017 0,06 0,12 106,8 . 6 1,10 11,0 0,04 0,1 0,01 0,8 0,08 0,07 · - 0,04 0,08 0,01 122.2

* Плавки - предложенная сталь; плавки I и 5 имеют запредельное содержание компонентовJ плавка 6 - ¹известная сталь.

Таблица 2

Сталь KCV МДж при М°с Износостойкость при ударно-абразивном изнашивании, отн.ед,при °C Износостойкость при абразивном изнашивании, отн.ед,при°С +20 -40 +20 -40 + 20 -40

1 0,5 0,2 0,9 0,7 1,0 0,85 2 2,2 1,0 1,4 1,1 1,1 1,25 3 2,0 0,8 1,35 1,1 1,2 1,35 4 1,8 0,75 1,2 1,0 1,3 1,6 5 0,9 0,7 1,1 0,8 1,1 1,2 6 - - 0,9 - - -

ВНИИПИ Заказ 4099/24 Тираж 604

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4