Рессорно-пружинная сталь

Рессорно-пружинная сталь

Реферат

 

Использование: в металлургии, в частности в составах рессорно-пружинной стали, применяемой для изготовления упругих элементов машин и механизмов. Сущность изобретения: повышение годного металла за счет повышения горячей и холодной пластичности при сохранении механических свойств. Предлагается рессорно-пружинная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, железо при следующем соотношении компонентов, масс. %: C - 0,55-0,65, Si - 1,8-2,2, Мn - 0,7-1,0, Cr - 0,31-0,45, Fe - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составу рессорно-пружинной стали, применяемой для изготовления упругих элементов машин и механизмов.

Известна сталь 60Г, содержащая углерод, кремний, марганец, железо, при следующем содержании компонентов, мас.

Углерод 0,57 0,65 Кремний 0,17 0,37 Марганец 0,7 1,0 Железо Остальное В известной стали допускается содержание хрома, но не более 0,25 [1] Недостатками известной стали являются: высокий расходный коэффициент, который достигает 1080 кг/т и более; высокий механический предел упругости.

Известна также рессорно-пружинная сталь марки 60С2Г, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, железо при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,55-0,65 Кремний 1,8-2,2 Марганец 0,7-1,0 Хром не более 0,30 Железо Остальное, принята за прототип [2] Эта сталь поставляется в виде горячекатаных прутков различного сечения.

Недостатками известной стали является: низкая горячая пластичность; высокий расходный коэффициент (1080 кг/т).

Задачей, на расширение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение выхода годного металла за счет повышения горячей и холодной пластичности при сохранении механических свойств.

Техническая задача достигается за счет того, что предлагается сталь, содержащая, мас.

Углерод 0,55 0,65 Кремний 1,8 2,2 Марганец 0,7 1,0 Хром 0,31 0,45 Железо Остальное Содержание хрома 0,31 0,45 предотвращает выделение графита, что приводит к повышению как горячей, так и холодной пластичности. Снижается расходный коэффициент (см. таблицу).

Промышленно-опытными испытаниями установлено, что нижним пределом содержания хрома является 0,31 мас. При содержании хрома менее 0,31% снижается твердость, сталь непригодна по прямому назначению, пластичность же практически не меняется, выход годного металла практически равен выходу годного при производстве стали 60С2Г. При увеличении содержания хрома более 0,45 пластичность снижается за счет легирования матрицы хромом и одновременно повышается твердость, которая выходит за пределы установленные ГОСТом. Количественное содержание хрома, при сохранении количественного отношения остальных элементов позволяет повысить пластичность и уменьшить расходный коэффициент.

Анализ технических решений в исследуемых и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с признаками в заявляемом решении и признать их соответствующими критерию "существенные отличия".

Химический состав известной и предлагаемой стали и механические характеристики указаны в таблице.

Примеры: 1. Сталь 60-С2Г с содержанием хрома менее 0,31% например 0,1% Пластичность в горячем состоянии близка к удовлетворительной. Расходный коэффициент высокий и составляет 1080 кг/т.

2. Сталь с содержанием хрома 0,31% Пластичность в горячем состоянии и в холодном значительно повышается. Расходный коэффициент снижается на 10 кг/т по сравнению с известной маркой стали, принятой за прототип.

3. Сталь с содержанием хрома 0,35% Пластичность в горячем состоянии выше удовлетворительной (более 60%). В холодном состоянии также повышается. Расходный коэффициент снижается.

4. Сталь с содержанием хрома 0,45% повышается горячая и холодная пластичность. Снижается расходный коэффициент.

5. Сталь с содержанием хрома более 0,45% (0,50%). Пластичность в горячем состоянии ниже удовлетворительной. Холодная также понижается. Твердость выходит за пределы ГОСТа. Сталь непригодна для использования по прямому назначению, как рессорно-пружинная.

6. Все компоненты содержатся в стали по запредельному минимуму. Пластичность удовлетворительная. Твердость снижается ниже допустимого уровня. Сталь непригодна по своему назначению.

7. Все компоненты содержатся в стали по запредельному максимуму. Повышается твердость, которая выходит за допустимые пределы по ГОСТу, снижается пластичность в горячем и в холодном состоянии. Повышается расходный коэффициент. Сталь по твердости непригодна для прямого назначения.

Пример конкретного выполнения: Нагрев стали под прокатку и прокатку проводили в прокатном цехе N 1 АО "Мечел" на стане 300. Нагрев стали проводили по технологии, принятой для рессорно-пружинных сталей, т.е. нагрев до температуры 11060 1210^oC, выдержка в течение 1,5 2,5 ч с последующей прокаткой на сортовом стане 300. Результаты приведены в таблице.

Производство предлагаемой стали по сравнению с известной позволит полностью заменить сталь 60С2Г на новую сталь, по своим механическим свойствам не отличающуюся от известной, но с более низким расходным коэффициентом.

Применение предлагаемой стали позволило снизить расходный коэффициент на 10-12 кг/т. При сохранении себестоимости как у известной стали, экономический эффект составит 1% на каждую тонну произведенной стали.

Формула изобретения

Рессорно-пружинная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец. хром, железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.

Углерод 0,55 0,65 Кремний 1,8 2,2 Марганец 0,7 1,0 Хром 0,31 0,45 Железо Остальноеи

РИСУНКИ

Рисунок 1