SU1463786A1

SU1463786A1 - Сплав дл легировани стали

Info

Publication number: SU1463786A1
Application number: SU874296676A
Authority: SU
Inventors: Николай Александрович Свидунович; Александр Иванович Гарост; Александр Николаевич Вербицкий; Владимир Вячеславович Вашкевич; Вадим Викторович Радзевич
Original assignee: Белорусский технологический институт им.С.М.Кирова
Priority date: 1987-08-17
Filing date: 1987-08-17
Publication date: 1989-03-07

Abstract

Изобретение относитс к металлургии и может быть использовано в литейном и сталеплавильном производстве . Цель изобретени - по- ышение пластических свойств, ударно-абразивной износостойкости и ударной в зкости стали. Спл ав дл легировани стали содержит марганец , кремний, углерод, азот, бор и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: марганец 76-80, кремний 1,5-4,5, углерод 3,0-6,0, азот 0,25-0,9, бор 0,5- - 1,0, железо остальное. Дополнительный ввод в состав сплава бора, повы- . шение содержани марганца и углерода и уменьшение количества кремни прршод т к. повышению на 25- 35% ударно-абразивной износостойкости , пластичности и ударной в зко- сти стали за счет формировани в чисто аустенитной структуре стали мелкодисперсных нитридов бора. 2 табл. (Л

Description

1 :

Изобретение относитс к литейному производству и может быть использовано дл получени отливок, работающих в услови х ударно-абразивного износа.

Цель изобретени - повьшение пластических свойств, ударно-абразивной ИЗНОСОСТОЙКОСТИ и ударной в зкости стали..

Поставленна цель достигаетс тем, что сплав дл легировани стали, содержащий марганец, кремний, углерод , азот и железо, дополнительно содержит бор при следующем соотноше- шении компонентов, мас.%: Марганец - 76-80 Кремний 1,5-4,5

Углерод 3,0-6,0

Азот 0,25-0,9

Бор0,5-1,0

ЖелезоОстальное

Введение в состав сплава марганца, азота и бора при их оптимальном содержании в сочетании с другими компонентами сплава обеспечивает получение чисто аустенитной структуры, уменьшение размеров аустенитных зерен и упрочнение кристаллической решетки, что приводит к повышению пластических свойств, ударной в зкости и ударно-абразивной износостойкости стали. Гарантированное получение чисто аустенитной структуры обеспечиваетс повышением содержани .

|.Й1|

о

00

Од

марганца и углерода соответственно до 76-80 и до 3-6%, Снижение размеров аустенитного зерна вызвано изменением условий процесса кристаллизации в результате воздействи добавки азот + бор. Азот, вл сь поверхностно-активным элементом, адсорбируетс на гран х растущих кристаллов и замедл ет их рост, а образующиес нитрвды бора в еще большей , степени способствуют уменьщению размеров зерна. Кроме того, упрочнение металла происходит за счет легировани стали азотом и бором. Со- держание бора в предлагаемом спла- I ве менее 0,5 мас.% не приводит к эффективному упрочненению металлической матрицы, а увеличение его содержани (свьщ1е 1,0 мас.%) приводит к охрупчиванию стали в св зи с ограни- :Ченной растворимостьм бора в аусте- ните. Уменьшение содержани азота в I сплаве (менее 0,25 мас.%) не обес14637864

Известный и предлагаемый сплавы используют при производстве высоко марганцовистой стали. В электропе- 5 чи получают углеродистую сталь, со

10

- -J-- -Aa. ncuutiC Нкто

пачшает измельчени зерна аустенита 25 предлагаемого состава, :а увеличение его содержани (свьме ГГ.°. УРУ с

- ,-.«-uajj-iciinn зериа аустени а увеличение его содержани (свьште 0,.9 мас.%) приводит к снижению износостойкости вследствие снижени значений ударной в зкости. Снижение содержани кремни в сплаве до ,5-4,5 мас.% приводит к более пол- |ному растворению карбидов при тер- |мообработке и благопри тно сказы- |ваетс на структуре обрабатьюаёмой стали, причем нижний предел содержани кремни обусловлен необходимостью получени хорошо раскисленной стали.

В индукционной печи ИСТ-006 с Плазменной приставкой выплавл ют сплавы предлагаемого состава, вклю- ча граничные и средние значени Компонентов, и сплав известного состава , удовлетвор ющий средним значени м составл ющих. Сплавы получают методом сплавлени . В качестве ших- Гы используют ферромарганец, ферро- бор и газообразный азот.Плавку .ведут одновременно индуктором и плазмотроном . Параметры работы плазмотрона: Падение напр жени на , В 60-150 Ток дуги, А 600-700 Расход газа, г/с 0;5-1,6 Длина дуги, мм 50-250 После расплавлени основной массы металла добавл ют ферробор.

Составы известного и предлагаемого сплавов приведены в табл.1.

- JF JV V- 1 clJLD л J

держащую, мас.%: углерод 0,36-0,42 марганец 2,5-3,0; кремний 0,20-0 2 сера до 0,02, фосфор до 0,02. В ра ливочный ковш первоначально ввод т легирующие-СПлавы, затем углеродис тую сталь в соотношении 1:8. После 3 мин вьдержки сталь разливают в форму. Содержание основных элементов определ ют химическим методом 15 по стандартным методикам. Микроструктуру опытных сталей анализируют на микросхеме МШ-8 . Величину зерна определ ют по ГОСТ 5639-81. Испытани механических характеристи провод т по ГОСТ 1497-73, 9554-60, 9012-59. Полученные/образцы закаливают с температуры 1150°С в воду.

После закалки стали, обработанные сплавами предлагаемого состава

UVitQtrt пчт«-..л.

20

30

.-...чу V-i.. (

включени ми мелкодисперсных нитридов и карбонитридов бора преимущественно в основе аустенитного зерна. Балл зерна 5-6.

Свойства стали, обработанной известным и предлагаемым сплавами, при ведены в табл. 2.

Моделирование условий ударно-абразивного износа образцов стали про35 вод т в шаровой мельнице с внутренними перегородами. В каждый барабан загружают 15 кг стальных шаров диаметром 55 мм, гранитный щебень 10кг и испытьшаемые образцы размером

40 10x10 25 мм. Износостойкость стали характеризуют величиной относительного износа. За эталон принимают обра:зец известного состава.

т

45 Ударно-абразивна износостйй- кость у стали, обработанной предлагаемым сплавом, на 28-36 свьщ1е, чем У стали, обработанной известным сплавом, что св зано с одновремен50 но достигнутым высоким уровнем характеристик пластичности и ударной в зкости стали, а также высокой интенсивностью развити процессов упрочнени при наклепе.

55

Форму

ла изобретени

. Сплав дл легировани стали содержащий марганец, кремний, углерод азот и железо, о т л и ч а ю щ ий-

4637864

Известный и предлагаемый сплавы используют при производстве высокомарганцовистой стали. В электропе- 5 чи получают углеродистую сталь, со10

Нкто

25 предлагаемого состава, ГГ.°. УРУ с

- JF JV V- 1 clJLD л J

держащую, мас.%: углерод 0,36-0,42; марганец 2,5-3,0; кремний 0,20-0 24- сера до 0,02, фосфор до 0,02. В разливочный ковш первоначально ввод т легирующие-СПлавы, затем углеродистую сталь в соотношении 1:8. После 3 мин вьдержки сталь разливают в форму. Содержание основных элементов определ ют химическим методом 15 по стандартным методикам. Микроструктуру опытных сталей анализируют на микросхеме МШ-8 . Величину зерна определ ют по ГОСТ 5639-81. Испытани механических характеристик провод т по ГОСТ 1497-73, 9554-60, 9012-59. Полученные/образцы закаливают с температуры 1150°С в воду.

UVitQtrt пчт«-..л.

20

25 предлагаемого состава, ГГ.°. УРУ с

30

.-...чу V-i.. (

Свойства стали, обработанной известным и предлагаемым сплавами, приведены в табл. 2.

т

45 Ударно-абразивна износостйй- кость у стали, обработанной предлагаемым сплавом, на 28-36 свьщ1е, чем У стали, обработанной известным сплавом, что св зано с одновремен0 но достигнутым высоким уровнем характеристик пластичности и ударной в зкости стали, а также высокой интенсивностью развити процессов упрочнени при наклепе.

5

Форму

ла изобретени

51 463786

с тем, что, с целью повышени пластических свойств, ударно-абразивI

ной износостойкости и ударной в з- кости стали, он дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

76-80 1.5-4.5

3-6

0,25-0,9

0,5-1,0

Остальное

Известный Предлагаемый

71

Таблица 1

17,5 1,1

Остальное

Таблица 2

Claims

55 Формула изобретения

Сплав для легирования стали, содержащий марганец, кремний, углерод, азот и железо, отличающиймассы металла добавляют ферробор. Составы известного и предлагаемого сплавов приведены в табл.1.

с я тем, что, с целью повышения пластических свойств, ударно-абразивI ной износостойкости и ударной вязкости стали, он дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Марганец Кремний Углерод 76-80 1,5-4,5 3-6 5 Азот 0,25-0,9 Бор ' 0,5-1,0 Железо Остальное

Таблица 1

Состав Содержание компонентов, мас.% Марганец]Кремний|Азот Углерод ] Бор Железо Известный . 71 17,5 1 ,1 2 - Остальное Предлагаемый 1 80 1,5 0,9 3 1,0 2 76 4,5 0,25 6 0,5 _и_ 3 78 3 0,55 4,5 0,75 4 82 1,1 1,3 2,5 1,3 — ^П — 5 70 5,0 0,1 8 0,3

Таблица 2

Состав Механические свойства стали Относительный износ, % МПа ί i 1 си 1 1 S-« - 1 1 1 1 1 1 1 1-6·« 1 1 3- 1 1 1 1__________________________________1 KCU+20°C кДж/м KCU-60°C кДж/м Известный 550 7 8 720 200 1 ,00 Предлагаемый 1 560 21 22 2400 1300 0,68 2 550 20 21 2200 1450 0,72 .'3 600 25 27 2600 1600 0,64 4 550 9 11 820 600 0,94 5 570 8 9 750 400 0,96