Сталь
Иллюстрации
Реферат
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
„„80„„1231081
А1 (51)4 С 22 С 38/38
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
0,9-1,5
0,3-0,8
10 — 15
0,2-2,5
0,15-0,65
0,02-0,15
0,02-0,15
0,1-0,5
0,05-0,15
0,005-0,015
Остальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3808953/22-02 .(22) 01.11.84 (46) 15.05.86. Бюл. 9 !8 (71) Институт проблем литья АН УССР и Всесоюзный государственный научноисследовательский и проектный институт асбестовой промышленности (72) В. И. Тихонович, В. К. Едемский, Б..Б. Винокур, С. Е. Кондратюк, Г, Г. Луценко, В. Б. Киселев, В. Д. Павлюк, Н.. М. Карасев и А. К. Мякишев (53) 669.14-018.2(088.8) (5á) Авторское свидетельство СССР
1» 1081233» кл. С 22 С 38/38, 1982.
Авторское свидетельство СССР ll 929735, кл. С 22 С 38/38, 1980.
Авторское свидетельство СССР
l1» 350859, кл. С 22 С 38/58, 1971. (54) (57) СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, титан, редкоземельные металлы (РЗМ) н железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения ударноабразивной износостойкости и ударной вязкости при сохранении механических и литейных свойств, сталь дополнительно содержит молибден, алюминий и бор при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:
Углерод
Кремний
Марганец
Хром
Ванадий
Титан
РЗМ
Молибден
Алюминий
Бор
Железо
12310
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталям, и может быть использовано для изготовления литых деталей дробильного оборудования обогатительных фабрик, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного износа.
Цель изобретения — повышение ударно"абразивной износостойкости и ударной вязкости стали при сохранении 10 механических и литейных свойств.
Пример. Стали выплавляли в дуговой печи ДСП-3 с основной футеровкой. В качестве шихтовых материалов использованы гостирОванные ферро- 1 сплавы, ванадиевый шлак и стальной лом. В завалку давали стальной лом, ферромарганец, феррохром и ванадиевый шлак. По расплавлении завалки в жидкую ванну вводили ферромолибден и ферротитан, вковш †алюмин и сцемиш и ферробор - после заполнения ковша на
1/4 жидким металлом.
Температура выпуска составляла о
1480-1500 С, температура заливки
1360-1390 С.
Сталь подвергалась термообработке в проходной печи по следующему режиму: нагрев до 1050-1100 С, выдержка
3 ч ени в в
3 . указанных пределах, обеспечивает
55 охлажд е оду.
В табл. 1 приведен химический состав сплавов; в табл. 2 — данные сравнительного анализа свойств предлагаемой стали и стали по прототипу.
Механические свойства сплавов определяли по стандартным методикам, жидкотекучесть и линейную усадку— по .пробе Нехендзи-Купцова, ударноабразивную износостойкость — на вертикальных молотковых дробилках ВМД по потере веса молотков.
Введение в сплав молибдена в указанных пределах способствует увеличению степени упрочнения материала при воздействии ударных нагрузок за счет повышения гомогенности структуры сплава. Молибден совместно с другими карбидообразующими элементами (Сг, Ч, Ti, Mn) образует в кристаллиЧеской решетке сплава межатомные пары Ме-С и Ме-В, тем самым связывая атомы углерода и бора и предотвращая выделение обособленных крупных карбидов и боридов в матрице сплава, чем обеспечивается максимальная однородность структуры. За счет этого сплав приобретает повышенную стойкость против ударно-абразивных
81 2 нагрузок — пары атомов Ме-С и Ме-В при ударе поворачиваются вокруг сво" их центров масс, поглощая при этом энергию удара. За счет переориентировки пар Ме-С и Ме-В происходит закрепление дислокаций, находящихся в твердом растворе, вблизи указанных пар атомов, рост плотности дислокаций, что вызывает упрочнение матрицы сплава, т.е, происходит динамическое деформационное старение сплава.
Кроме того, молибден совместно с ванадием подавляет диффузию атомов фосфора, находящихся в сплаве, к границам зерен, связывая их в межатомные пары Me-P, что предотвращает образование хрупких фосфидных эвтектик по границам зерен во время крис- таллизации и межзеренное разрушение при ударе, тем самым повышая ударную вяэкость сплава и его износостойкость. При содержании в сплаве менее О,IX молибден не достаточно эффективно связывает углерод, бор и фосфор и не обеспечивает требуемого повышения ударно-абразивной износостойкости, при содержании более
0,57 в сплаве образуются обособленные карбидные и боридные фазы типа Ме С и МеВ, однородность аустенитной структуры сплава нарушается, что приводит к понижению его ударной вязкости и износостойкости.
Бор, будучи введенным в сплав в снижение температуры кристаллизации сплава, что снижает технологическую температуру разливки сплава. Это обеспечивает наилучшие условия кристаллизации, при которых гарантируется минимальный для данного сплава размер зерна и фиксация легирующих элементов в. твердом растворе, что существенно для достижения высокой ударно-абразивной износостойкости сплава. Кроме того, бор, являясь поверхностно-активным элементом, способствует подавлению диффузии атомов фосфора к границам зерен, что предотвращает межзеренное хрупкое разрушение сплава при значительных ударных нагрузках. При содержании в сплаве менее 0,0053 бор не оказывает каког0-либо эффективного воздействия на свойства сплава вследствие малого содержания. Добавки бора более
0,015Х нежелательны, так как приводят к образованию по границам зерен скоп1231081
Таблица l
Состав о
Химический состав, мас.
С Si Mn Cr V Ti Мо РЗМ AX В Ni Ye
Известный
1,21 0,56 12,5 1,24 0,2 0,08 — 0,08 — — 0,34 Остальное
0,90 0,30 10,0 - 0,20 0,15 0,02 0,10 0,02 0,05 0,005 — Остальное
1,23 0,57 12,6 1,23 0,34 0,06 0,32 0,07 O,ll 0,01 — Остальное.
1,50 0,80 15,0 2, 0 0,65 0,15 0,50 0,15 0,15 0,015 — Остальное
Предлагаемый
0,82 0,22 9,4 0,15 0,1 0,01 0,08 0,015 0,02 0,003 — Остальное
1,62 1,!3 15,3 2,74 0,69 0,18 0,61 0,21 0,22 0,02 — Остальное лений (сегрегацнй) боридов и карбоборидов, что резко снижает ударную вязкость и износостойкость сплава.
Введение в сплав алюминия в указанньж пределах необходимо для обеспечения эффективного торможения роста зерна легированного аустенита.
Алюминий, обладая модифицирующим действием и образуя дисперсные частицы соединений АЮ и AE Оз, измельчает 1О первичную структуру и предотвращает миграцию границ аустеиитных зерен, При содержании алюминия в сплаве .менее 0,05Х количество образуюшихся дисперсных частиц АЮ и AE О неве- 15 лико, и заметного влияния на торможение роста зерен аустеннта они ие оказывают, при содержании более 0,!5Х на границах аустенитных зерен образуются скопления (сегрегации) крупных частиц AEN u AE О» не способные тормозить их рост - растет размер зерен, сплав охрунчивается, уменьшается его ударная вязкость и износостойкость.
Предлагаемый сплав имеет большую в 1,5-1,7 раза ударную вязкость и на 30-357. более высокую ударно-абразивную износостойкость по сравнению с прототипом.
Использование предлагаемой стали обеспечивает увеличение в 1,4-1,6 раз ресурса работы изделий (молотков) в условиях ударно-абразивного изнашивания, снижения за счет этого расхода металла.
1231081
Таблица 2
Физико-химические свойства
Сплав S ° т ° кгс/ кгс/
Известный
В
1 88,3 46,2 24,1 25,2 221 18,7 100
2 . 89,6 48,3 41,2 43,1 218 24,2 116
508
2,60
495
2,45
3 93,7 53,5 38,4 41,3 236 28,9 166
509
2,55
4 96,8 60,1 36,6 39,8 243 26,8 142
2,60
512
Предлагаемый
5 86,9 45,4 32,7 34,9 202 19,8 97
49 l
2,30
47,8 34,5 38,7 269 23,6 117
510
6 89,1
2„70
Составитель А. Османцев
Техред И.Попович Корректор И. Эрдейи
Редактор E. Kane
Заказ 2526/31 Тираж 567 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Твердость, НБ
Ударная вязкость а у кгсм/см
Ударноабразнвная из носостойкость, Х жндкЬтекучесть, мм
Лийейная усадка, 3