SU1407989A1

SU1407989A1 - Steel

Info

Publication number: SU1407989A1
Application number: SU874181985A
Authority: SU
Inventors: Виктор Георгиевич Сорокин; Михаил Антонович Гервасьев; Лариса Анатольевна Троп; Георгий Николаевич Плотников; Тамара Афанасьевна Мамонтова; Анатолий Анатольевич Филиппенков; Лидия Павловна Житова
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт металлургии и материалов; Производственное объединение "Уралмаш"; Уральский научно-исследовательский институт черных металлов
Priority date: 1987-01-14
Filing date: 1987-01-14
Publication date: 1988-07-07

Abstract

Изобретение относитс к металлургии , машиностроению и литейному производству, а именно к производству низколегированных сталей, предназначенных дл изготовлени литых крупногабаритных машин, эксплуатируемых в районах Крайнего Севера и Сибири. Цель изобретени - повышение хладо- стойкости, прокаливаемости и снижение склонности к хрупким разрушени м при сохранении высокого уровн прочностных свойств. Сталь дл отливок содержит компоненты в следующем соотношении , мас.%: углерод 0,14-0,22; кремний 0,52-0,90; марганец 0,80-1,50; хром 0,35-0,70; никель 0,03-0,40; медь 0,04-0,30; ванадий 0,06-0,13; титан 0,005-0,05; азот 0,003-0,015; алюминий 0,005-0,080; кальций 0,0001- § 0,001; цирконий 0,005-0,04; молибден 0,02-0,15; кобальт 0,005-0,10; же- f(/) пезо остальное, причем отношение суммы концентраций ванади и титана к концентрации молибдена находитс в пределах 0,7-6,0. 7. з.п. ф-лы, 3 табл.The invention relates to metallurgy, mechanical engineering and foundry production, in particular to the production of low alloyed steels intended for the manufacture of large cast machines operating in the regions of the Far North and Siberia. The purpose of the invention is to increase the cold resistance, hardenability and reduce the tendency to brittle damage while maintaining a high level of strength properties. Steel for castings contains components in the following ratio, wt.%: Carbon 0.14-0.22; silicon 0.52-0.90; manganese 0.80-1.50; chromium 0,35-0,70; nickel 0.03-0.40; copper 0.04-0.30; vanadium 0.06-0.13; titanium 0.005-0.05; nitrogen 0.003-0.015; aluminum 0.005-0.080; Calcium 0.0001- § 0.001; zirconium 0.005-0.04; molybdenum 0.02-0.15; cobalt 0.005-0.10; the same is the f (/) pezo rest, and the ratio of the sum of the concentrations of vanadium and titanium to the concentration of molybdenum is within 0.7-6.0. 7. з.п. f-ly, 3 tab.

Description

;;

0000

;о;about

Изобретение относитс к металлургий , машиносгроеиню и литейному производству , а именно к производству низколегироранньгх стелей, предназначенных дл изготовлени литых крупногабаритных деталей машин, например карьерньгх экскаваторов, буровых насосов , эксплуатируемых в климатических услови х районов Крайнего Севера и Сибири,The invention relates to metallurgy, machine building and foundry, namely the production of low-altitude erect steles for the manufacture of cast large-sized machine parts, such as mining excavators, mud pumps operating in the climatic conditions of the regions of the Far North and Siberia,

Целью изобретени лпл етс повышение хладостойкости, прокаливаемост и снижение склонности к хрупким раз- ру иеии м.The aim of the invention is to increase the cold resistance, hardenability and reduce the propensity to brittle m.

При кристаллизации слитков вследствие внутренней адсорбции межкристаллические сочленени оказываютс обогащенными фосфором, примес ми цветных металлов (медью, свинцом и др,), а также ванадием и титаном, что приводит к преимущественному выделению крупной карбонитридиой фазы в межкристаллитных зонах, а значи к охрупчиванию металла. Введение в предлагаемую сталь молибдена в указанных пределах ослабл ет межатомные св зи ванади и титана с углеродом и азотом, способству максимальному их растворению в аустените при нагреве под закалку и повышению степени его легироваи}{ости и возрастанию прокаливаемоети. После присадки в сталь кобальта и молибдена средний диаметр дисперсных частиц, равномерн распределенных по телу кристаллита, уменьшаетс п 1,7-1,9 раза, а межчастичное рассто ние сокращаетс примерно в 2 раза. Такое распределение дисперсных частиц приводит к повышению хладостойкости, снижению склонности к хрупким разрушени м.During ingots crystallization due to internal adsorption, intercrystalline joints turn out to be enriched with phosphorus, impurities of non-ferrous metals (copper, lead, etc.), as well as vanadium and titanium, which leads to a predominant release of the large carbonitride phase in the intercrystalline zones, which means embrittlement of the metal. The introduction of molybdenum into the steel within these limits weakens the interatomic bonds of vanadium and titanium with carbon and nitrogen, contributing to their maximum dissolution in austenite when heated for quenching and to increase the degree of its doping} and hardenability. After the addition of cobalt and molybdenum in steel, the average diameter of dispersed particles uniformly distributed over the crystallite body decreases by 1.7-1.9 times, and the interparticle distance is reduced by about 2 times. Such a distribution of dispersed particles leads to an increase in cold resistance, a decrease in the tendency to brittle damage.

Изобретение иллюстрируетс примерами , приведенными в табл. 1 и 2.The invention is illustrated by the examples given in table. 1 and 2.

Стали выплавл ют в 400-киллограм- мовой индукционной печи с основной футеровкой тигл , Легирующие элементы ввод т в печь в виде ферросплавов Окончательное раскисление металла производ т в ковше алюминием из расчета 0,5-0,9 кг/т и силикокальцием в количестве 1,5-3,0 кг/т. Феррокобальт в жест ных конвертах ввод т на штанге н ковш при заполнении его металлом на одну треть.The steel is smelted in a 400-kilogram induction furnace with the main lining of the crucibles. Alloying elements are introduced into the furnace in the form of ferroalloys. The final deoxidation of the metal is produced in the ladle with aluminum at the rate of 0.5-0.9 kg / t and silicocalcium in the amount of 1 , 5-3.0 kg / t. Ferrocobalt in rigid envelopes is introduced on a bar and a ladle when it is filled with metal by one third.

Химический состав исследуемых сталей приведен в табл. 1.The chemical composition of the investigated steels is given in table. one.

Металл разливают фракционно в тре- фовидные прпбы массой 18 кг. ПослеThe metal is poured fractionally into three-ply weighing pounds weighing 18 kg. After

00

5five

00

5 five

00

5five

00

5five

00

5five

отжига при 920-940 С и обрезки при- бьтей разрезают на четыре бруска и подвергают термической обработке по режиму: аустенизаци в течение 2 ч при 920-930°С, закалка от этой температуры в воду с последуюшим отпуском при 6АО-650°С в течение 3 ч.annealing at 920–940 ° C and trimming the cutters are cut into four bars and subjected to heat treatment according to the following conditions: austenization for 2 hours at 920–930 ° C, quenching from this temperature into water, followed by tempering at 6AO – 650 ° C for 3 hours

Механические свойства при раст жении определ ют на машине Р-10 на образцах 0 5 мм п тикратной длины. Ударную в зкость (KCV) определ ют на образцах с надрезом, а ударную в зкость на образцах с усталостной трещиной (КСТ) - на образцах размером мм с глубиной надреза 1,5 мм и глубиной трещины 1,5 мм.The tensile properties were determined on a P-10 machine on specimens 0-5 mm five times the length. Impact strength (KCV) is determined on notched specimens, and impact strength on specimens with a fatigue crack (CST) is determined on specimens with a size of mm and a cut depth of 1.5 mm and a crack depth of 1.5 mm.

Дл оценки чувствительности стали к концентраторам напр жений при различных температурах рассчитана величинаTo estimate the sensitivity of steel to stress concentrators at various temperatures, the calculated value is

V CV - КСТV CV - KST

н KCVn KCV

Прокаливаемость определ ют методом торцовой закалки на образцах диаметром 25 и высотой 100 мм. В качестве охлаждающей жидкости используют воду с добавкой 10% поваренной соли. Величину полумартенситной зоны определ ют путем измерени твердости по сечению образца, а также травлением ниталем.The hardenability is determined by the method of face hardening on specimens with a diameter of 25 and a height of 100 mm. Water with the addition of 10% sodium chloride is used as a coolant. The magnitude of the semi-martensitic zone is determined by measuring the hardness over the cross section of the sample, as well as by etching with nital.

Полученные данные приведены в табл. 2.The data obtained are given in table. 2

I Механические свойства исследуемьр сталей приведены в табл. 3. I Предлагаема сталь имеет высокие показатели ударной в зкости и прокаливаемости , обладает пониженной склонностью к хрупким разрушени м и чувствительностью к концентраторам напр жений как при комнатной, так и при отрицательных температурах.I The mechanical properties of the steel are given in Table. 3. I The proposed steel has high impact toughness and hardenability, has a low tendency to brittle fracture and sensitivity to stress concentrators at both room and negative temperatures.

1 ормула изобретени 1 formula of invention

1. Сталь, преимущественно дл отливок , содержаща углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, ванадий , титан, азот, алюминий, кальций, цирконий и железо, о тличаю- щ а с тем, что, с целью повышени хладостойкости, прокаливаемости и снижени склонности к хрупким разрушени м , она дополнительно содержит молибден и кобальт при следугош.ем соотношении компонентов, мас.%: Углерод О,14 - 0,22 Кремний О,52 - О,901. Steel, predominantly for castings, containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, copper, vanadium, titanium, nitrogen, aluminum, calcium, zirconium, and iron, is distinguished by the fact that, in order to increase the cold resistance, hardenability and reducing the tendency to brittle fracture, it additionally contains molybdenum and cobalt at the following ratio of components, wt.%: Carbon O, 14 - 0.22 Silicon O, 52 - O, 90

цc

йth

0,800.80

0,350.35

0,030.03

0,ОА0, OA

0,060.06

0,0050,005

0,0030,003

0,0050,005

0,00010.0001

Claims

1.50

0.70

0.40

0.30

0.13

0.05

0.015

0.080

0.001

Sost "in

t:

,

„.„ ILliIi JLn IEEI: LJEI: Jji.

407989

Zirconium Molybdenum Cobalt Iron

2. Steel according to the p. Y of U1 and

ten

0, OD5 - 0.04 0.02 - O, 15 0.005 - O, 10 Remaining 1, about l and h - because the ratio of the sum of the concentration of vanadium and titanium to the concentration of molybdenum is within the limit of axO, 7-6, 0

t "in and i

,

P xsdlagen

one

2

3

t

five

6 KlvecTHWft

7

t

9

180.701,250.550,220,150,090,030,0100,0200,00050,0150,09V, 050 (. & 44I

U0.52O, BO0.350.030.040.060.0050.0030.00505010.0050.020.00598, ait "

, 130,510,790,, 020, PZ0.050,0040,0020,0040, GO0050,0040,010 ,,

220,901,500,700,00,300,130, P50,0130,0800,0010,040,150,1095, U

180,701,250,550,220,150,130,050,0100,0200,00050,0150,030,0509t,

180,701,250,550,22U, 150, 0050,0100,0200,00050,0150,0930,0509 ", f9tS

15 0.15 1.10 0.20 0.03 0.20 0.03 0.01 0.003 0.005 0.0001 0.01 18 0.27 1.30 0.30 0.28 0.30 0.07 0.05 0.006 0.02 0.0003 0.02 22 0.50 1.50 0.50 0.0 0.50 0.10 0.08 0.01 0.08 0, OOI 0.04

And 111 97, JOJ7 96.067

table 2

Editor G. Volkova

Compiled by S. Derkacheva

Tehred M. Khodanich Proofreader A. Obruchar

Order- 3276/29

Circulation 594

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Table 3

Subscription