Сталь
Иллюстрации
Реферат
СОЮЗ COBETCHHX
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„SU„„1247429 А 1 (511 4 С 22 С 3.8/58
ВСЕ(.,, -" " 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ кремний, алюминий, ванадий и железо, отличающая ся тем, что, с целью повьппения прокаливаемости, механических свойств и снижения себестоимости, она содержит ингредиенты в следующем соотношении, мас.Ж: (54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод, марганец, хром, никель, молибден, (21) 3769860/22-202 (22) 09.07.84 (46) 30.07.86. Б. е 28 (72) Л.М.Клейнер, Ф.М.Мурасов, В.Е.Гирский, И.Е.Косматенко, В.И.Сулацков, А.Ф.Мирошкин, И.П.Бородин, В.А.Горяинов и С.Д.Зуев (53) 669.15-194 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N- 1086028, кл. С 22 С 38/44, 1981.
Авторское свидетельство СССР
Ф 516757, кл. С 22 С 38/58, 1974.
Углерод
Марганец
Хром Никель
Молибден
Кремний
Алюминий
Ванадий
Железо
0,14-0,20
1,3-1,8
2,6-3,4
0,8-1,2
0 35-0,80
0,17-0,37
0,01-0,03
0,05-0,2
Остальное
124-7429
Изобретение относится к металлургии, в частности к сталям, и предназначено для использования при изготовлении деталей, работающих на изгиб в условиях повышенных температур, например типа направляющих роликов вторичного охлаждения установок непрерывной разливки металла.
Целью изобретения является повышение прокаливаемости, механических свойств и снижение себестоимости стали.
Изобретение иллюстрируется примерами (см.табл.l и 2).
Стали выплавляли в 70-тонной мартеновской печи совмещенным скрап-процессом. При этом в мартеновской печи приготовляли только сталь-заготовку с определенным содержанием углерода, никеля, молибдена, серы и фосфора, а раскисление и легирование производили при выпуске в сталеразливочный ковш жидкими лигатурой и синтетическими шлаками, которые выплавляли совместно в одной дуговой электропечи, футерованной основными огнеупорами. Синтетический шлак шихтуется свежеобожженной известью и высокоглиноземистым полупродуктом с содержанием глинозема 90-95%, а жидкая лигатура — ферросплавами, содержащими хром, марганец, кремний, ванадий. Также используются отходы ковочного производства с высоким содержанием указанных легирующих элементов.
Химический состав синтетического шлака (основные компоненты), мас.%:
Сао 40-50;3 А1209 30-35 SiO 4,7
Mg0 8-12. Масса шлака составляла
3,5-4,0% от массы металла мартеновской плавки.
Химический состав жидкой лигатуры, мас.%:С 0,3-0,4; Мп 18-23;
Si 3,4-4,0; Cr 37"44; Ч 1,6-2,1;
Fe остальное. Масса жидкой лигатуры 4,8-6,8 т.
Коэффициенты усвоения элементов ,по: марганцу 0,95-0,98; кремнию
0,90-0,95; хрому 0,94-0,97; ванадию 0 98-1,0.
Температура металла в ковше после выпуска сталей 1610-1630 С. Состав сталей приведен в табл,1.
Выплавленные стали разливали в слитки массой 2,6 т. Слитки ковали на прессе 1500 т йа поковки диаметром 350 мм. Из поковок вырезали мак5
40 ротемплеты и заготовки для изготовления образцов для механических.испытаний, которые проводили после термообработки. На темплетах определяли твердость по сечению, по которой судили о прокаливаемости металла„ 3а критерий прокаливаемости приняли минимальный диаметр заготовки в миллиметрах (300 мм), при котором обеспечиваются после термообработки (закалки с ковочного или прокатного нагрева и отпуска) требуемые механические свойства по всему сечению на расстоянии не менее одного диаметра от торца заготовки.
Закалку производили с температуры
930 С,, отпуск при 500 С. Образцы дпя механических испытаний вырезали для предлагаемой стали из осевой зоны, для известной — на расстоянии
1/3 радиуса от поверхности.
Результаты механических испытаний приведены в табл,2.
Повышенное. содержание марганца в предложенной стали увеличивает ее прокаливаемость, что обеспечивает закалку в сечениях до 300 мм. В результате экспериментов установлено, что при содержании марганца в стали менее 1,3% прокаливаемость составляет не более 200 мм. Увеличение содержания марганца в стали более
1,8 нецелесообразно, так как наряду с увеличением прокаливаемости снижаются характеристики пластичности и вязкости, что уменьшает конструкционную прочность деталей из-за образования хрупкого излома.
По:вьппенное содержание молибдена в стали обеспечивает увеличение ripeдела прочности с повьппением температуры отпуска в результате дисперсного твердения из-за образования карбидов.
Такой механизм упрочнения обеспечивает прочность в сочетании с высокой вязкостью.
Ванадий обеспечивает повышение отпускоустойчивости стали и измель-. чение зерна, что повьппает механические свойства. Содержание ванадия в стали менее 0,05% приводит к уменьшению отпускоустойчивости из-эа малого количества его карбидов.
Введение в сталь ванадия более
0,2% снижает ударную вязкость до
1247429!
Таблица !
Содержание элементов, маа.X
Сталь
С Mn Cr Мо Н ч
Ре
1 0 ° 14 ° 3 . 2»6 0»35 0»8 0 ° 17 0»OE 0»05
Остальное
0,2
2 0,20!
»8 3»4 0»8 1,2 О ° 37
Остальнов
0,03! 5 3,0 0 5 !,0 0,27 0,02
3 О,!7
0»1 т Остальное
Остальное
4 0;13 !»2 2»5 0»25 0»6
0,15 0,008 0,04
5 0,22 1»9 3,5 0,9 1,3
0,42 0,04
0,25
Остальное
6 Q)0»16 1,5 2,8 0 ° 7 1,1
1,3
0 05
0,2
0,01 0,0! Остальное
Таблица 2
Прокаливаемость мм
Механические свойства
Сталь
2 кгс/мм кгс/мм ан. кгс м/см
7,2
300
16 0 51
14,0 45
15,5 46
15,5 49
135
155
300
7,0
145
175
300
145
7,0
170
7,1.
210
145
125
300
12,0 37
150
175
9,7 45
4,4
240
140
125
ВНИИПИ Заказ 4082/27 Тираж 567 Подписное
Произв,-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
3,0 кгс/cM, что приводит к хрупкому разрушению.
Таким образом, определенный подбор концентраций элементов обеспечивает высокий уровень механических свойств и прокаливаемости стали наряду со снижением ее себестоимости в результате вывода из состава иттрия и кальция.
Из приведенных таблиц видно, что предложенная сталь (составы 1»2»3) при температуре отпуска 500"C обладает более высокими прочностными и
5 пластическими свойствами, а также большей прокаливаемостью, чем известная сталь, что позволяет повысить стойкость изготовления из нее деталей и снизить их себестоимость.