Графитизированная сталь

Графитизированная сталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

67063!

О-П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлсно 20.04.77 (21) 2478242 22-02 с присоединением заявки «¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.79 (51) 11 Кл э

С 22С 38 14

Всударственный комитет

СС.CP (53) 4 ДК 669 15 782 74 3 24 721 855 891 71 295 781 28-194 (088.8) ло лелем изобретений и открытий (72) Автс ры изобретен ия М, В. Волощенко, С. Н. Примеров, А. И. Чернявский, Г. А. Алфинцев, В, Б. Вихляев, Б. А. Мельник, А. А. Шейко и С. Н. Бобраков

Институт проблем литья АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ГРАФ ИТИЗ И РОВАН НАЯ CTA Jl b

Недостатками известной графитизирова нной стали являются высокая длительность графитизирующего отжига и относительно низкие механические свойства и износостойкость, что не всегда обеспечивает вьгсокий уровень качества и надежности, изготавливаемых пз нее изделий.

Целью изобретения является повышение механических свойств и износостойкости

1о стали.

Поставленная цель достигается тем. что сталь, содержащая углерод, кремний, марга нец, медь, никель, магний, церий и железо, дополнительно содержит кальций, алюминий, THTBIH, бор и молибден при следующем соотношении компонентов, вес. %..

ЗО

Изобретение от носится к области металлурги и стали и литейного производства и может быть ис пользова но для повышения качества и надежности отливок, работающих на изнюс.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является графитизирован ная сталь следующего химического состава, вес. %:

Углер,од 1,4 — 1,6

Кремний 0,9 — 1,1

Марганец 0,15 — 0,40

Медь 0,40 — -0,60

Церий 0,02 — 0,1

Магний o,01 — 0,05

Хром До 0,08

Н1и кель До 0,20

Сера До 003

Фосфо,р До 0,03

Железо Остальное (11

В отожжен ном состоя|нии эта сталь имеет перл иго-ферритную структуру с равномерным раопределенивм мелкодиспероного и глобуля р ного графита. Механические свойства эгой стали в термообработанном состоянии составляют: предел прочности

58 кг/мм,,предел текучести 36 кг мм2; удлинени е 24%; сужение 27%; уда рная вязкость 4,6 кгм см, твердость НВ 149 †1.

Углерод

Кре«м ний

Ма,рга|нец

Медь

Никель

Магний

Редкоземельные

Кальций

Алюминий

Тита,н

Бор

Моли бде,н

Железо

0,9 — 1,6

0,9 — 1,6

0,2 — 0.5

0,15 — 0,5

0,1 — 0,4

0,00,1 — 0,05 металлы 0,001 — 0.08

0,001 — 0,08

0,01 — 0,08

0,1 — 1,5

0,001 — 0,005

0,05 — 0,50

О тальное

670631

Таблица 1 о

Д с

Ц х сс

:Я

Исходный состав стали

D.2 О 08i0I 0.050

1 ..5 1,1 0.35 0„5Ю

0,0.25

Предлагаемый состав стали

0..0i08

0„0120

0,086

О.ОЮ 1

0„020

0,080

0,О8Ю

О,О1Ю

0„060

0,0011

0Ä010

0,.080

0.080

0,iO20

0.0IÎil

О 015

0,0i4

0.91

0 08i

О,Об

0,4

0,2

0,,1

Щ2

0,8

О,.ОИ

0„D0i4

О,ОО 2

0,005

0,0IOi9

04 1.„2

0„3 1„5

О„ 1

0,.50

0,40

0,30

0.20

0,.50

0Ä15

0 20

01,2О

0,50

0,40

0,.9

1,8

1,2

1,4

1.3

0,0,1,5

О„О1Ю

0„01Di

О,.О И

0„0il5

1.3 l,5

0,9

1,6

ill 4

0„020

0,010

0 Di12

0,0 12

О.О1 5

0„10

0,06

Ю,5Ю

0.05I

0,,08

3

0

В качестве примесей сталь может содержать

Хро:м До 008

Сера До 0,03

Фосфор До 0,03

Дополнительное введение в состав "тали кальция связано с тем, что при усл|овии содержания в стали магния или при их совместном 1в ведении происходит быстрый распад карбидов с возникновением центров прафитизаци и, которые обеспечивают появление сфероидального графита и соиращ ают цикл графигизации.

У ста но влено также, что кальций обладает модифицирующей способностью. Накапл ивая сь перед фронтом кристаллизации н обволакивая оси,двндритных кристаллов, малые дозы кальция тормозят развитие дендритных форм и тем самым приводят к мелкокристаллической структуре стали, что также предпочтительно, исходя из ее физико-механических свойств.

Эффективность совместного влияния кальция с магнием и редкоземельными металлами .на расоматри1ваемые факторы намного выше, чем их действие в отдельности. Это,подчеркивает целесообразность ,до пол н итель1ного введения кальция в состав прафитизирова нной стали, содержащей магний и редкоземельные металлы (РЗМ) .

Результаты механических испытаний и на износостойкость стандартных образцов пр и в еден ы,в табл. 2.

Испытания на износ проводят на маши.не МИ-1М в водной среде, Скорость перемещения трущимся поверхностей во время испытания составляет 1 м/с при уделыюм давлении на образец 25 кг см . Контртело из стали 2X13 с твердостью HPC 45.

Как видно из полученных данных, механические свойства и износостойкость графнтизированнои стали предлагаемого со4

Дополнителыное введение в состав cTIIли алюминия, титана и молибдена связано с их положительным влиянием на структуру стали.

5 Введение в состав стали бора обеспечивает по вышение ее износостойкости. Бор является сильным раскислителем. Поэтому введение в сталь более сильных раскислителей — алюминия, тита на .и кальция—

;10 способствует предотвращению образования включений бора типа окислов и,нитридов и повышает эффективность влияния бора.

Введение молибдена выз вано его способностью у прочнять феррит и соответст,г5 венно стабилизировать перлитную структуру стали. Хотя мол|ибден известен как карбид ообразующий элемент, содержание титана препятствует образованию его карбидов. Это объясняется более высоким сродcTlBoм титана к углероду. В комплекснолегирован ных сплавах доминирующим является образование кароидов того элемента, который обладает большим сродством к угл вр оду.

Металл вы плавляют,в и ндукционной печи с кислой футеровкой. При выпуске расплава,в разливоч|ный ковш его обрабатывают комплексным модификатором, содержащим кальций, магний, РЗМ, бор, алюминий и титан.

Химические составы стали опытных плавок (вес. %) приведены в табл. 1. става оущественно превышают показатели из|вес пной стаяли.

55 Твердость практически остается постоянной в пределах HB 149 — 179, т. е. на уровне известной стали.

Одновременно, как это было vcTàíîBëå80 íî э копер иментально, .предлагаемая графитизи рова н ная сталь обла|дает хорошими литейными,свойствами, что весьма важно при изпотовлвн,и.и отливок.

Пол учение . качественных отливок из

65 графитизи рованной сгали предлагаемого

670631

Таолица 2

Механические свойства

Относительное

Относительньп" износ

5J.

С »

О = Д ос

Q, д

И

f» о

< сч о д д о, °

Х и " о

Ь с о о

OC о о= о р о и

Ч о и й

Исходный состав стали

Предлагаемый состав стали

О,б!2

0„68

0,60

0,61

0,,68

63

64

6 4

63

28,0

27,0

29,0

28.5

26 7

42,5

40,О

43,3

41,5

40,0

3

5

6„5

7,0

7,5

6,5

6,5

35,0

33,0

36,,5

34,5

32.5

Составитель С. Деркачева

Техред A. Камышникова

Редактор 3. Ходакова

Корректор A. Гачахова

Изд М 402 Тираж 727

НПО «Г1оиск:> Государственного комитета СССР по делаем изобретений и открытий

И(3035, М осква, 7К-Э5, Раушская наб, д 4/5

Заказ 4169

Подписное

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома состава обеспечивается также за счет повышения ее жидкотекучести на 10 — 15% и трещиноустойчивости на 17 — 20% по срав нению с известной сталью.

1 i1,00 59 35,,5 24,0 26,0 4,5

Ф о р м ул а,и з о б р е т е,н и я

Графитизирова нная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, медь, никель, магний, редкоземельные металлы и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения ме:панических свойств и пзносостойкости, она дополнительно содержит кальций, алюминий, титан, бор и молибден при следующем соотношении компонентов, вес. %.

Углерод 0,9 в 1,6

Кремний 0,9 — 1,(Марганец 0,2 — 0„, Ме.дь 0,15 — 0,5

Никель 0,1 — 0,4

Магний 0,001 — 0,05

Редкоземельные металлы 0,001 — 0,08

Кальций 0,001 — 0,08

Алюминий 0,01 — О,ОЬ

Титан 0,10 — 1,50

Бор 0,001 — 0,005

Молибден 0,05 — 0,50

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 273439, кл. С 22С 38/16, 1970.