Сталь
Иллюстрации
Реферат
СТАЛЬ, содержащая углерод/ марганец, кремний, хром, кальций, титан, ад|оминий, азот, бор, серу и железо, о т л и ч а ю и а я с я тем,. что, с целью повышения технологичности стали при холодной объемной деформации, прочности ее и улучшения :обработки резанием, она дополнительно содержит тантал при следующем соотношении компонентов, мае.%: Углерод0,20-0,25 Марганец0,9-1,3 Кремний -0,02-0,10 Хром. 0,4-0,7 Кальций0,015-0,03 0,02-0,06 Титан 0,02-0,08 Алюминий 0,004-0,01 Азот 0,001-0,004 Бор 0, Сера i 0,03-0,08 Тантал Остальное . Железо (Л
I (!9! (!!!.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
NIWMCIIN
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;:, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПЮ ДЕЛАМ ИЭОБРЕ1 АГНИЙ И Щ НРЫ7ИЙ (21) 3529369/22-02 (22) 27.12 ° 82 (46) 30.12.83. Бюл. Р 48 (72) P.П.Шубин, М.Г.Амиров, Н ° И.Счисляев, Й.С.Фривель, М.И.Швец и Е.Г.Совалова (71) Научно-исследовательский институт автотракторных материалов (53) 669.15-194(088.8) (56) 1. Сталь марки 38ХГНМ, ГОСТ 10702-78.
2. Патент Франции М 2451403, кл. С 22 С 38/00, 1981. (54) (57) СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, кальций, титан, алюминий, азот, бор, серу и железо, о тлич а ющая с ÿ тем., 3(59 С 22 С 38 22 С. 22 С 38/60, что, с целью повышения технологичности стали при холодной объемной деформации, прочности ее и улучшения обработки резанием, она дополнительно содержит тантал при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Углерод 0,20-0,25
Марганец 0,9-1,3
Кремний 0,02-0. 10
Хром 0,4-0,7
Кальций 0,015-0,03
Титан 0,02-0,06
Алюминий 0,02-0,08
Азот 0,004-0,01
Бор 0,001-0,004
Сера 0,03-0„05
Тантал 0,03-0,08. Я
Железо Остальное,1063858
0,20-0,25
0,9-1,3
0,02-0,10
0,4-0,7
0 015-0,03
0,02-0,06
0,02-0,08
0,004-0,01
0,001-0,004
0,03-0,05
Изобретение относится к металлур- гии, а именно к конструкционным сталям, обладающим повышенной технологичностью в процессах холодной объемной деформации и при обработке резанием.
Известна конструкционная сталь, имеющая наряду с высокими прочностными свойствами недостаточную технологичность в процессах холодной объемной деформации и при обработке резанием $1) .
Наиболее близкой к предлагаемой является сталь 2) следующего состава, вес.%г
Углерод До 0,6
Марганец До 2,5
Кремний До 0,5
Алюминий До 0,04
Титан До 0,5
Хром До35
Бор До 0 Oi
Азот До 0,02
Кальций 0,0002-0,01
Сера До 0,003
Цирконий До 0,5
Ниобий До 0,5
Тели ур До 0,03
Кислород До 0,003
Никель До 4,5
Молибден, До 1,0
Ванадий До 2,0
Свинец 0,01-0,3
Селен 0,003-0,1
Висмут 0,01-0,3
Железо Остальное
Недостатком известной стали является невысокая технологичность при холодной объемной деформации. Кроме того, необходимый уровень прочностных свойств и технологичность при обработке резанием обеспечиваются легнрованием дефицитными элементами, такими как никечь, молибден, ниобий, ванадий.
Цель изобретения - повыаение технологичности стали при холодной объемной деформации, прочности ее и улучшение обработки резанием.
Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, кальций, титан, алюминий, азот, бор, серу и железо, дополнительно содержит тантал при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Углерод
Марганец
Кремний
Хром
Кальций
Титан
Алюминий
Азот
Вор
Сера
Тантал 0,03-0,08
Железо Остальное
Повышение технологичности стали в процессах холодной объемной деформации обеспечивается введением тан5 тала в пределах 0,03-0,08%, определяющего характер формирования зерна в стали и соответственно получение конечной мелкозернистой структуры со сфероидизированным перлитом за счет уменьшения склонности к росту зерна аустенита и коагуляцни цементита (предельная степень деформации при осадке не менее 87%). Повышение пределов содержания кальция-до
0,015-003 и серы до 0,03-0,05% обеспечивает необходимый уровень технологичности стали при обработке резанием эа счет образования равномерно распределенных неметаллических соединений в структуре металла.
Опытные плавки выплавляют в индукционной печи емкостью 20 кг.
Слитки проковывают вгорячую на круг
27-29 мм при температуре 1200-950 С и обтачивают на размер 25 мм.
-Химический состав и результаты механических испытаний приведены в табл. 1 и 2.
Технологичность стали прн холодной объемной деформации опре30 деляют по результатам испытаний на осадку в холодном состоянии обточенных термообработанных образцов до начала разрушения в соответствии с требованиями ГОСТ 8817-73. Режим
35 термообработки: нагрев до 760 С, выдержка 0,5 ч, охлаждение до 680 С, выдержка 4,0 ч, охлаждение с печью до комнатной температуры.
40 Прочность стали определяют по результатам испытаний на растяжение по ГОСТ 1497-73 на улучшенных образцах по режиму: закалка 880 С в масло, отпуск 370-390 С.
45 Технологичность стали при резании определяют по усилию сверления образцов со скоростью 1400 об/мин, скоростью подачи сверла 0,1 мм/об, глубиной сверления 10 мм и диаметром сверла 5,0 мм.
В табл. 1 представлен химический состав опытных плавок.
В табл. 2 представлены прочностные и технологические свойства опытных плавок.
Как видно иэ табл. 2 предлагаемая сталь превосходит известную по значениям технологичности при холодной объемной деформации и обработке резанием и обеспечивает получение высо60 кого уровня прочностных свойств.
Ожидаемый год вой экономический эффект от использования изобретения составляет до 140 тыс. руб.
1063858 (Т а б л и ц а 1
Содержание элементов, мас.Ъ (Са () Состав
Si Cr
Ti Al N
С Мп
Известный 0,28 1,6
f T
0 3 О 9 О 001 О 15 О 01 О 01
Предлага мыйй 1
0,02 0,5 О, 02 0,10 0,4 0,02
0,09 0,7 0,03
0,09 0,94 0,015
0,22 1,3
0,05 0,02
0,06 0,04
0,02 0,08
0,02 0,07
0,005
0 i 004
0,20
0,21 1,2
0,01
0,25 0,9
0,.009
Продолжение таблицы 1
S Ta Ч
Состав
Mo Ni Nb He Fe
0,15 0,6 0 04 0,003 Остальное
0,01
0,3
Известный 0,05
Предлага- емый 1
0,002
0,03
То же
0,002
0,03
0,004
0,001
О, 035
0,05
0,03
Таблица 2
Усилие сверления, кгс
Временное сопротивление,. бз, кгс/ " %%
Состав
120-145
108
Известный
Предлагаемый
113
109
92
Закалка 880 С в масло, отпуск 400 С.
Нагрев 760 С, выдержка 0,5 ч, охлаждение до 680 С, выдержка 4 ч, охлаждение с печью.
ВНИИПИ Заказ 10477/28 Тираж 627 Подписное
Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4
0,04
0,08
0,06
Предельная степень деформации при осадке, 4 (90-110.
-95-120
110-125
85-110