Низкоуглеродистая свариваемая сталь

Низкоуглеродистая свариваемая сталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st>5 С 22 С 38/58

ГОСУДАР СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4878167/02 (22) 18.07.90 (46) 23,07.92, Бюл. N 27 (71) Производственное объединение Торьковский машиностроительный завод и Нижегородский политехнический институт (72) В.С. Красильников, С.А, Рязанов, Г,Б, Красильникова. Е.И. Бондаренко, В.К: Некрасов, Л.М. Клейнер. Т,Е, Скакальская, Е.К, Скачков, Е.Н, Нартова, -А.Н. Носков и Л,А.

Орлова (56) Сталь 08Х2ГСНМЛ, ТУ 133-15-84.

Изобретение относится к металлургии. а именно к литым, высокопрочным иэносостойким, закаливающимся на воздухе, хорошо свариваемым сталям. применяемым в тяжелонагруженных сварных конструкциях.

Известна сталь 07ХЗГНМ следующего химического состава, мас,0 :

Углерод 0,04-0,10

Марганец 0,80-1,20

Кремний 0,17-0,37

Никель 0,80-1,20

Хром: 2 90-3 40

Фосфор Не более 0,025

Сера Не более 0 025

Молибден 0,20-0,30

Медь Не более 0,30

Алюминий 0,01-0.03

Железо .Остальное

Однако из-за повышенного содержания хрома сталь имеет низкие литейные свойства, а в литом состоянии имеет грубую стурктуру. исчезающую после обработки. Ж,, 1749310 А1

{54) НИЗКОУГЛЕРОДИСТАЯ СВАРИВАЕМАЯ СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к литым, вйсокопрочным износостойким, закаливающимся на воздухе, хорошо свариваемым сталям, прйменяемым в тяжелонагруженных сварных конструкциях.

Сталь содержит компоненты при следующем соотношении. мас.$: углерод 0.120,20; кремний 0,20-0,40; марганец

1,50-2,40; никель 0.50-0,80; хром 1,50-2,00; молибден 0,20-0,40; железо остайьное. давлением, поэтому применяется только после горячей пластической деформации.

Известна сталь 08Х2ГСНМЛ. имеющая следующий химический состав, мас.7ь:

Углерод - 0.06-0,10

Кремний 0,40-0,80

Марганец 0,89-2,50

Хром 1,30-2.70

Никель 0,40-0,70

Фосфор Не более 0,030

Сера Не более 0,030

Медь Не более 0.3

Молибден 0,20-0.30

Ал юминий: 0,01 — 0,03

Железо Остальное

Однако в известной стали хром и кремний присутствуют в таких соотношениях, которые соответствуют области образования тугоплавких соединений. способных значительно понижать жидкотекучесть стали. Oi.ливки из этой стали имели поверхностные дефекты и незаливы. Структура зернистого бейнита и ферритные прослойки по границам зерен являются причиной появления в

1749310 этой стали кристаллических изломов и низких значений ударной вязкости при комнатной и отрицательной температурах, так как при подобной структуре резко усиливается роль неметаллических включений, инициирующих разрушение по хрупкому механизму. Поэтому данная сталь не является трещиноустойчивой.

Химический состав данной стали не обеспечивает прокзливаемости на воздухе в сечении отливки до 100 мм, при выплавке известной стали необходимо модифициро, вание неметаллической фазы дорогими редкоземельными элементами с последующей продувкой аргонов в ковше. Процентное содержание легирующих элементов данной стали обеспечивает разность начала превращений в дендритах и реждендритных пространствах. Разность температур начала превращения составляет 30-50 С, что ведет к образованию неоднородной структуры и, как следствие этого, нестабильности механических свойств.

Металлографическими исследованиями установлено, что при закалке нз воздухе микроструктурз известной стали состоит иэ низкоуглеродистого мзртенсита, бейнита (верхнего и нижнего) с выделением структурно-свободного феррита.

Термическая обработка, даже высокотемпературная, не устраняет структурной неоднородности данной стали. Износостойкость известной стали находится на уровне стали Г13.

Цель изобретения — повышение прокаливаемости, жидкотекучести, механических свойств, износостойкости в условиях абразивного и гидроабразивного изнашивания.

Цель достигается тем, что сталь. содержащая углерод, кремний, марганец, никель, хром, молибден и железо содержит эти компоненты при следующих соотношениях, мас.%:

Углерод 0.12-0,20

Кремний 0,20 — 0.40

Марганец 1,50 — 2,40

Никель 0,50 — 0,80

Хром 1.50 — 2,00

Молибден 0,20 — 0,40

Железо Остальное

С целью повышения жидкотекучести и исключения возможности образования кла стеров за счет образования тугоплавких соединений содержание кремния уменьшего до обычного содержания в литейных сталях, а содержание хрома — до указанного предела.

Замена части крома марганцем позволила наряду с повышением жидкотекучести повысить прочностные характеристики и ха10

20

25 хрупкость, Исключение из химического состава алюминия влияния на механические и

45 ра ктеристи ки ударной вя экости, П роч:- остные характеристики, несмотря на относительно низкое содержание углерода и молибдена, оказались на требуемом уровне (80-90 МПз), При большем содержании марганца сталь охрупчивается при данном содержании легирующих элементов. При замене части хрома марганцем стоимость стали понижается за счет того, что стоимость марганцевых ферросплавов заметно ниже, чем феррохромовых.

Для повышения жидкотекучести с одновременным сохранением пластичности и свариваемости. содержание углерода в стали было повышено, что привело к уменьшению пригара формовочных смесей к отливке.

Введение в предлагаемый сплав никеля в указанных пределах способствует увеличению прочностных характеристик, особенно пластичности и ударной вязкости при отрицательных температурах. а также повышению ёрокаливаемости. Увеличение количества молибдена подавляет отпускную литейные свойства не оказывает.

Для получения данных об иэносостойкости предлагаемой стали были взяты четыре состава стали: Г13. 07ХЗГНМ, 08Х2ГСНМЛ и предлагаемой стали, При этом потери при абразивном и гидроабраэивном износе у предлагаемой стали в два раза меньше, чем у известной иэносостойкой стали Г13.

Пример. Выплавку стали проводили в промышленных 150-килограммовых индукционных печах типа ИСТ-0.16, В качестве шихты испольэовали ниэкоуглеродистую заготовку. После расплавления брали пробу и вводили Мо иэ расчета на нижний предел ззданного химического состава, На зеркало металла в печи давали известь для защиты от окисления Cr и Мп вводили за 15 мин до выпуска.

Выпуск плавки производили в 150-килограммовый ковш. Окончательное раскисление осуществляли в ковше Са в количестве

0,2 мас.% и Al в количестве 0.05 мас.%.

Разливку производили в сухие формы иэ формовочной смеси, Более высокие механические свойства стали позволяют получать более качественные отливки. Эаменз в химическом составе части хрома марганцем снижает себестоимость предлагаемой стали по сравнению с известной на 5-10%.

При содержании легирующих компонентов ниже нижних пределов раскисляю1749310

Составитель Л.Суяэова

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Э,Лончакова

Редактор Н.Яцола

Заказ 2567 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 щее легирующее действие на сталь нз достаточно. при повышении верхних пределов содержания компонентов эффективность обработки снижается. а стоимость резко возрастает.

Формула изобретения

Низкоуглеродистая свариваемая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель. молибден, железо. о т л и ч.аю щ а я с я тем, что, с целью повышения прокаливаемости. жидкотекучести, механических свойств износостойкости в условиях абразивного и гидроабразивного изнашивания, она содержит компоненты при следующем соотношении, мас. :

5 Углерод О, 1:2-0,20

Кремний 0,20-0.40

Марганец 1,50-2,40

Никель 0,50-0,80

Хром 1,50-2,00

10 Молибден 0,20-0,40

Железо Остальное