SU1444391A1 - Литейна сталь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области металлургии и литейного производства, в частности к составам низкоуглеродистых литейных сталей, предназначенных дл  изготовлени  ответственных фасонных отливок. Цель изобретени  - повышение хладостойкости, уменьшение скло нности к трещинообразованию за счет измельчени  структуры. Это достигаетс  дополнительным легированием метаном и медью. Литейна  сталь имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: углерод 0,08-0,15; марганец 1,10-1,50; кремний 0,3-0,8; хром 1,1- 1,5; ванадий 0,03-0,09; никель 0,4- 0,8; алюминий 0,015-0,070; молибден 0,06-0,14; церий 0,025-0,080; лантан 0,008-0,030, медь 0,10-0,50; железо - остальное; Применение предлагаемой стали позвол ет снизить брак по трещинам, повысить технологичность и эксплуатационную надежность ответственных литых деталей. 3 табл. с «9 (Л

Description

6. t

Од

;о

Изобретение относитс  к металлургии и литейному производству, в частности к составам низкоуглеродистых литейных сталей, предназначенных дл  изготовлени  ответственных фасонных отливок, примен емых в нефтеперерабатывающем оборудовании, эксплуатируемом в услови х низких температур.

Цель изобретени  - повышение хла- дрстойкости и уменьшение склонности к трещинообразованию за счет измельчени  структуры металла.

Предлагаемый и известный составы стали еьтлавлены в 200 кг индукциой- ной печи, металл разливали в 4-ле- пестковые трефовидные пробы по ГОСТ 977-75, Комплексные пробы Нехендзи - Самарина и модельные отливки шкивов дан стендовых испытаний. Дл  обеспечени  одинаковых исходных содержаний примесей и газов вьшлавку сталей опытньГх вариантов осуществл ли на однотипной базовой шихте по идентичной технологии. Химические составы стале опытных вариантов призедены в табл.

Дисперсность вытравленной на шлифах дендритной структуры определ ли как сумму осевых участков на единицу длины, равную 10 мм (одно поле зрени ) . Подсчет производили на микро- екопе МБС-2 в 30 пол х зрени  посредством суммировани  числа пересечени  осей дендритов с нанесенными параллельными рисками на одинаковом рассто нии от поверхности отливок. Аналогично измер ли длину дендритов по одному дендриту максимальной длины в одном поле зрени . Склонность к гор чим трещинам сравниваемых сталей определ ли на комплексной пробе Не- хендзй - Самарина по количеству и размеру трещин на криволинейном участке , Дл  определени  склонности ста

o

5

0

5

0

5

0

тормоза буровой лебедки. Тормозные шкивы по размерам и конфигурации  вл ютс  геометрическим подобием (Ml:5) тормозного шкива буровой лебедки ЛБУ-1200. Подсчет количества и максимальной длины образовавшихс  трещин производили на микроскопе МБС-2 после проведени  100 серий торможений (5 торможений в серии с охлаждением водой).Продолжительность торможени  дс) полной остановки шкива 6-8 с.

В табл. 2 приведены характеристики трещиноустойчивости и дендритной структуры при кристаллизации предлагаемой и известной сталей.

Благодар  модифицирующему вли нию цери  и лантана за счет йнокулирую- щего воздействи  на кристаллическую структуру образующихс  сульфидных и оксисульфидных фаз количество трещин на криволинейном участке прутковой пробы у предлагаемой стали значительно меньше, чем у известной.

.Оптимальное соотношение легирующих и модифицирующих злементов обеспечивает высокую трещиноустойчивость в области температур образовани  холодных трещин. Склонность к холодным трещинам у известной стали намного вьш1е, чем у предлагаемой. Минимальные значени  ударной в зкости .при испытании образцов последней при 600 С составл ют 35 и 40 Дж/см, тогда как у известной стали значени  КСИ прч этой температуре равны 24 Дж/см.

В.табл. 3 приведены хладостойкость и склонность к трещинам при эксплуатации сталей послетермического улучшени  .

Повьш1ение концентрации ванади , титана и циркони  способствуют образованию большого количества карбидных и нитридных фаз,  вл ющихс  концент

ли к образованию холодных трещин про- g раторами напр жений и очагами хрупководили испытани  ударной в зкости сырых образцов при температурах 20- 800 С и строили дл  сравнительного анализа соответствующие кривые с фиксацией области падени  значений. Трефовидные пробы и модельные oTjjnsKH тормозные шкивы подвергали зак.алке от 910° С и отпуску при 6 20-640 с. Ударную в зкость при комнатной и отрицательных температурах (-20, -40, -60, -80 С) - на образцах типа.1 по ГОСТ 1497-73. Склонность к трещинообразованию при эксплуатации проводили на интерционном стенде ленточного

50

55

го разрушени  стали. Наиболее высокие значени  ударной в зкости при всех температурах испытани  имеют составы предлагаемой стали 2 и 6, содержащей элементы на среднем уровне и при концентрации меди и лантана на верхнем уровне. Б этом случае вредные примеси максимально нейтрализуютс , что нар ду с диспергированием структуры тер- мообработанной стали обеспечивает высокую хладостойкость. Указанные факторы способствуют высокой трещиноустойчивости предлагаемой стали в услови х многократных нагревов и охлажде0

5

го разрушени  стали. Наиболее высокие значени  ударной в зкости при всех температурах испытани  имеют составы предлагаемой стали 2 и 6, содержащей элементы на среднем уровне и при концентрации меди и лантана на верхнем уровне. Б этом случае вредные примеси максимально нейтрализуютс , что нар ду с диспергированием структуры тер- мообработанной стали обеспечивает высокую хладостойкость. Указанные факторы способствуют высокой трещиноустойчивости предлагаемой стали в услови х многократных нагревов и охлажде .1

НИИ при торможении в процессе эксплуатации . Количество трещин у известной стали в 2-3 раза больше, чем у предлагаемой стали, заметно больше и их размер.

Claims (1)

1. Таким образом, оптимальное сочетание вводимых меди и лантана нар ду с другими элементами обеспечивает по- вьш1ение хладостойкости, уменьшение склонности к трещинообразованию при охлаждении и эксплуатации отливок. Применение стали предлагаемого состава позвол ет снизить брак по трещинам , повысить технологичность и экс- плуатационную надежность ответственных литьпс деталей тормозных шкивов буровых лебедок, и срок службы нефтебуровых установок, особенно при эксплуатации в услови х Севера. Формула изобретени 

   Литейна  сталь, содержаща  углерод , марганец, кремний, хром, вана

   0,12 0,90 0,40 0 ,11 1,23 0,54

   0 ,08 1,10 0,30

   0,15 1,50 0,80

   0 ,12 1,29 0,52

   0 ,12 1,25 0,56

   дий, никель, алюминий, молибден, церий и железо, отличающа  - с   тем, что, с целью повышени  хладостойкости , уменьшени  склонности к трещинообравованию за счет измельчени  структуры металла, она допол нительно содержит лантан и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   0,08-OJ5

   1.10-1,50 0, 1,10-1,50 0,03-0,09 0,4-0,8

   0,015-0,070 0,06-0,14

   0,025-0,080

   0,008-0,030 0,10-0,50

   Остальное

   Таблица 1

   0,95 0,24 0,64 0,039 0,32 0,009

   1,24 0,072 0,48 0,043 0., 11 0,043

   1,10 0,03 .0,4 0,015 0,06 0,025

   1,50 0,09 0,8 0,07 0,14 0,080

   1,26 0,067 0,051 0,039 0,10 0,041

   1,21 0,073 0,054 0,033 0,09 0,040