SU924147A1

SU924147A1 - Сталь 1

Info

Publication number: SU924147A1
Application number: SU803219555A
Authority: SU
Inventors: Mikhail I Karpenko; Nikolaj G Zajkovskij
Original assignee: Gomelskij Bruss Polt Inst
Priority date: 1980-12-12
Filing date: 1980-12-12
Publication date: 1982-04-30

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию износостойких графитизированных сталей, применяемых для деталей оборудования, работающих в условиях высоких температур и больших давлений при сухом трении ³и часто повторяющихся циклах нагрева и охлаждения.

Известна сталь £Г) марки 13Х, со*

10

держащая, вес.?:

Углерод 1,25~1,40

Марганец 0,3"0»6

Кремний 0,15“0,35

Хром 0,40-0,70 . .

Железо Остальное ^,5

Однако эта сталь после отжига имеет твердость по Бринелю не более 241 НВ. Сталь имеет недостаточную прочность и неглубокую прокаливаемость.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сталь [2^, содержащая вес.%:

20

Углерод

Марганец

Кремний

Иттрий

Церий

Железо

1,5-1,8

1,2-1,5

0,05-0,30

0,08-0,15

Остальное

Сталь подвергается графитизирующему отжигу по следующему режиму: нагрев до 840-870°С, выдержка при этой температуре в течение 2,0.ч, охлаждение с печью до 710-730^0, выдержка при этой температуре 2,0 ч, последующее охлаждение на воздухе. После такой термической обработки сталь имеет механические свойства:

Предел прочности,

кгс/мм^а 85“104

Ударная вязкость, кгс*м/см^ 1,8-2,8

Износостойкость,

г/м?ч 435-576

Однако известная сталь имеет

недостаточную прокаливаемость и низкую прочность.

3 924147 4

Цель изобретения - повышение про-^;каливаемости и динамической прочности.

Указанная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, мар- 5 ганец, кремний, иттрий, церий, железо, дополнительно содержит титан, кальций и ниобий при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод	1,5-1,9
Марганец	1,5-1,9
Кремний	1.,1-1,5
Иттрий	"0,03-0,1
Церий	0,03-0,1
Титан ·	0,3-0,7
Кальций	0,05-0,1
Ниобий	0,03-0,2
Железо	Остальное

Благодаря введению титана и ниобия измельчается зерно стали, дробится цементитная сетка, что приводит после графитизирующего отжига или нормализации к достижению более высоких значений прочности. При введении титана в сталь менее 0,3% проч ность изменяется незначительно, при содержании его в стали более 0,7% появляется ледебуритная эвтектика, снижающая уровень механических ха. рактеристик стали. Введение в сталь менее 0,03% ниобия оказывает незначительное влияние на измельчение первичной структуры, а при содержании его более 0,3% значительно удлиняется цикл графитизирующего отжи- ₍га.

Кальций обладает высокой раскислительной способностью, хорошо очищает сталь и. повышает прокаливаемость. Введение в сталь кальция менее 0,05% существенного влияния на сталь не оказывает. При введении его в сталь более, чем 0,1% происходит снижение прочности и вязкости стали после ее термической обработки. Введение кальция - 0,05-0,1% обеспечивает очистку основного металла·от пленок окислов и других примесей и снижает необходимое содержание церия и иттрия. Кальций совместно с церием и иттрием в процессе графитизирующего отжига способствует получению графита шаровидной формы.

В табл. 1 приведен химический состав предлагаемой и известной сталей, в табл. 2 - физико-механические свойства сталей после термической

.обработки.

Таблица 1

Химический состав исследованных плавок описываемой и известной сталей

Наименование	Содержание	компонентов,	вес.%
компонентов
	Известная	сталь		Описываемая	сталь
				ί
	’ I	2	3	.1..2..,.		5
Углерод	1,5	1,8	1,5	1,8		1,9
Марганец	1,5 ·	1,8	1,5	1,8		1,9
Кремний	1,2	1,5	1,5	1,3		¹,1
Титан	-	-	0,3	0,5		0,7
Кальций	-	-	0,05	0,07		0,1
Иттрий	0,05	0,3	о.оз	0,05		0,1
Ниобий		-	0,03	0,05		0,3
Церий	0,08	0,15	0,03	0,05		0,1
Железо	остальное	остальное остальное	остальное

92414?

Физико-механические характеристики описываемой сталей

6

Т а б л и и известной

№ плавки

Механические

характеристики

после графитизирую- после нормализащего отжига ции

Прокаливаемость стали, мм

Весовой износ, г/м * ч

Термическая стойкость цик лов

Предел прочности «кгс/ мм^г

Ударная вязкость кгс · м

см¹

Предел

прочности

кгс/мм

Ударная вязкость кгс· м

Известная сталь

1	92	' 1,9	104	0.7	65	⁶¹²	47
2	85	1,8	108	0,5	78	535	63
			Описываемая	сталь
3	63	5,7	122	3,4	118	346	106
4	58	8,4	128	4,6	152	285	134
5	7θ	6,5	135	4,2	176	244	185

После графитизирующего отжига · ₃₀ износостойкости и других эксплуатаци

структура стали содержит сфероидизированный перлит и графит шаровидной формы.

Как видно из полученных данных, прочность предлагаемой стали в отожженом и нормализованном состоянии, прокаливаемость, износостойкость и термическая стойкость превышает показатели для известной.стали во всем диапазоне исследуемых содержаний компонентов. Производственные испытания показали возможность использования предлагаемой стали для изготовления оправок, валков и сложных деталей машин и механизмов, работающих в условиях высоких температур, больших давлений при сухом трении и часто повторяющихся циклах нагрева и охлаждения.

Изделия из предлагаемой стали после графитизирующего отжига хорошо об·’· рабатываются резанием, а после воздушной закалки (нормализации) с 840870 С обладают высокими значениями

онных свойств.

Claims

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, иттрий, церий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прокаливаемое™ и прочности, она дополнительно содержит титан, кальций и ниобий при следующем соотношении компонентов, вес.

Углерод 1,5-1,9 Марганец 1,5-1,9 Кремний .1,1-1,5 Иттрий 0,03-0,1 Церий 0,03-0,1 Титан 0,3-0,7 Кальций 0,05-0,1 Ниобий 0,03-0,3 Железо Остальное