SU1721117A1

SU1721117A1 - Конструкционна сталь

Info

Publication number: SU1721117A1
Application number: SU904822672A
Authority: SU
Inventors: Галина Васильевна Спиркина; Лидия Борисовна Ефимова; Владимир Григорьевич Мизин; Семен Григорьевич Хисин; Николай Андреевич Фомин; Александр Родионович Трынкин; Владимир Анатольевич Надеин; Владимир Александрович Карпов; Борис Константинович Ушаков; Юрий Георгиевич Миронов; Геннадий Петрович Моисеев; Вячеслав Владимирович Павлов
Original assignee: Научно-исследовательский институт металлургии; Чебоксарский Агрегатный Завод Им.Хх1У Съезда Кпсс
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1992-03-23

Abstract

Изобретение относитс к области металлургии , в частности к составу стали с. регламентированной прокаливаемостью дл деталей, подвергающихс в процессе эксплуатации абразивному изнашиванию, высоким изгибным и ударным нагрузкам, например дл деталей ходовых систем экскаваторов , бульдозеров; промышленных тракторов. Цель изобретени - обеспечение регламентированного уровн прокаливае- мости, повышение износостойкости и конструктивной прочности, Сталь дополнительно содержит ниобий и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,45-0,95, кремний 0,05- 0,30. марганец 0,05-ф.ЗО, хром .30, никель 0,05-0,30, алюминий 0,015-0,15, титан 0,015-0,15, кальций 0,0008-0,005. ниобий 0,005Ч),05, азот 0,005-0.015, железо - остальное. При этом выполн етс условие: кремний , марганец , хром , никель 0,20 Т 0.20 0.15 0,15 4,0. Предложенна сталь может успешно примен тьс дл деталей ответственного назначени , работающих в т жел ыхпочвен- но-клйматических услови х. 3 табл. (Л С

Description

Изобретение относитс к черной металлургии , в частности к составу конструкционной стали с регламентированной прокаливаемостью, котора после объемно- поверхностной закалки с глубинного нагрева имеет на поверхности непрерывный слой со структурой мартенсита глубиной 0,15 - 0,25 от толщины детали и сердцевину со структурой сорбита или трорститазакалки. Сталь может быть использована дл широкой номенклатуры деталей, подвергающихс в процессе эксплуатации абразивному изнашиванию, высоким изгибным и ударным нагрузкам, например дл деталей ходовых систем экскаваторов, бульдозеров, промышленных тракторов.

Цель изобретени - обеспечение регламентированного уровн прокаливаемое™,

увеличение износостойкости и конструктивной прочности.

Предложенна сталь содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий, титан, кальций, ниобий, азот и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Алюминий

Титан

Ниобий

Азот

Кальций

Железо

0,45-0.95 0,05-0,30 0,05-0,30 0,05-0,30 0,05-0,30 0.015-0.15 0.015-0,15 0.005-0.05 0,005-0.015 0,008-0.005 Остальное

vj ГО

VI

При этом относительные количества кремни , марганца, хрома и никел должны удовлетвор ть условию

S , Mo , Cr ,Nl 0,20 0,20 0,15 0.15

Ј4,0.

Выбранное соотношение компонентов определ етс следующими факторами.

Нижний предел содержани углерода (0,45мас.%)обеспечиваетудовлетворитель- ную износостойкость стали/Верхний предел (0,95 мас.%) вл етс пределом, выше которого заметно снижаютс пластические и в зкие характеристики предлагаемой стали .. . .

Пределы содержани кремни , марган- ца. хрома и никел обеспечивают регламен- тированную прокаливаемость стали. Нижний предел указанных элементов позвол ет получить глубину закаленного сло 0,15 от толщины детали, верхний предел определ ет максимально допустимую прокаливаемость .

Алюминий в пределах 0,015 - 0.15 мас.% в сочетании с азотом 0,005 - 0,015 мас.% обеспечивает получение при родно- мелкозернистой стали, а также раскисл ет сталь.

Титан в пределах 0,015 - 0,15 мас.% оказывает модифицирующее вли ние за счёт образовани дисперсных частиц карбо- нитридов титана.

Ниобий в пределах 0,005 - 0,05 мас.% способствует образованию ультрадисперсных карбонитридрв ниоби , которые оказывают воздействие на тонкую структуру стали - процессы перестройки дислокационной и субзереннрй структуры, что приводит к образованию однородной и мелкой конечной структуры, изменению характера разрушени (увеличение в зкой составл ющей в изломе) и тем самым обеспечивает существенное увеличение ударной в зкости стали после упрочн ющей термообработки.

Кальций (0;0008 - 0,005 мас.%) раскисл ет сталь, св зывает серу в сульфиды каль- ци и обеспечивает повышение изотропности стали за счет глобул ризации неметаллических включений.

Экспериментально установлено, что дл обеспечени регламентированной про- каливаемрсти относительные количества кремни , марганца, хрома и никел должны удовлетвор ть условию

SJ 0,20

,0,

Пример. Сталь выплавл ют в 10-тонной электродуговой печи. Слитки массой 1,2

т катают на трубную заготовку - прутки диаметром 130 мм, из которых изготавливают трубу размером 71 х45вн мм.

В табл. 1-3 приведены химический состав, услови термической обработки, а также технологические (размер зерна аусте- нмта. прокаливаемость) и механические характеристики стали и свойства готовых деталей (втулок).

Сталь предлагаемого состава природ- ио-мелкозерниста (зерно аустенита NsNfe 8 - 9 по ГОСТ 5639-82), имеет регулируемую (пониженную) прокаливаемость и после упрочн ющей термической обработки обеспе- чивает комплекс высоких прочностных, пластических и в зких характеристик, повышенное сопротивление абразивному изнашиванию .

Конструктивна прочность деталей (вту- лок звеньев гусениц) примерно в 1,5 - 2 раза превышает аналогичную характеристику традиционно примен емых сталей.

Износостойкость при абразивном изнашивании образцов предлагаемой стали по- еле упрочн ющей термической обработки (закалка с низким отпуском) примерно на 20 -40 % выше цементуемых сталей ( например , стали марки 20Г) после химико-термической обработки.

Конструкционна сталь, содержаща углерод , кремний, марганец, хром, никель, алюминий , титан. кальций, железо, отличающа с тем, что, с целью обеспечени регламентированного уровн прокаливаемо- сти, увеличени износостойкости и конструктивной прочности, она дополнительно содержит ниобий и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод0,45-0,95

Кремний0.05 - 0,30

Марганец0,05 - 0,30

Хром0,05-0,30

Никель0,05-0,30

Алюминий0,015-0,15

Титан0,015-0,15

Ниобий0,005-0,05

Азот0.005-0,015

Кальций0,0008-0,005

ЖелезоОстальное

При этом относительные количества кремни /марганца, хрома и никел должны удовлетвор ть условию

S

Мп.

Сг

Ni

0,20 0,20 0,15 0,15

4,0,

Claims

Формула изобретени Конструкционна сталь, содержаща углерод , кремний, марганец, хром, никель, алюминий, титан, кальций, железо, отличающ а с тем, что, с целью обеспечени регламентированного уровн прокаливаемо- сти, повышени конструктивной прочности и износостойкости, она дополнительно содержит ниобий и азот при следующем соотношении компонентов, мае. %: углерод 0,45-0,95, кремний 0,05-0,30, марганец 0,05-0,30, хром 0,05-0,30, никель 0,05-0,30, алюминий 0,015-0,15, титан 0,015-0,15, кальций

0,0008-0,005, ниобий 0,005-0,05, азот 0,005-0,015, железо - остальное, при этом должно выполн тьс условие:

марганец 0.20

никель 0.15

Таблица 1

Таблицэ2

-4 Ю