Сталь

Сталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и171 1 149 (51}М. Кл.2

{б1} Дополнительное к авт. саид-ву (22} Заявлено 110578 (21) 2607551/22-02

С, 22 С 38/14 с присоединением заявки ¹

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (23} Приоритет (53} УДК 669.15-194(088.8) Опубликовано 250180. Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 2501.80 (72} Авторы изобретения

В.С.Крылов, В.В.Курбатов, В.К.Колобанов, A.К.Попов, А.И.Подгаецкий,В.A.Юматов, P.Б.Гутнов, В.П.Павлов, Г.В.Щербединский н Н. Я. Никольская (7)} заявители (54) СТАЛЬ

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к изготовлению деталей, упрочняемых химико-термической обработкой.

Наиболее близкой к предлагаемой. является сталь, содержащая, вес.Ъ: углерод 0,28, кремний 0,30, марганец 0,60, хром 1,32, титан 2,08, железо — остальное.fl) .

Недостаток этой стали заключается в том, что высокая концентрация углерода совместно с высокой концентрацией титана, ванадия, алюминия, хрома, молибдена делает сталь малотехнологичной, а именно, склонной к образованию 15 трещин при горячем переделе (ковке прокатке), что ограничивает Промьхаленную бренность известной стали, кроме того, иэ-эа высокой концентрации углерода при азотировании или с0 карбонитрировании по границам зерен образуются выделения, что приводит к понижению пластичности упрочненного слоя, а также к его шелушению. Пониженная пластичность азотированного 25 или карбонитрированного слоя известной стали приводит к понижению разгаростойкости слоя. важной характе2 ристики при работе поверхности в переменном температурном режиме, что не позволяет использовать сталь для инструментов различного типа.

Цель изобретения — повышение технологичности стали, а также твердости к разгаростойкости азотированного и карбоннтрированного слоя.

Поставленная цель достигается тем, что.сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, титан и железо, дополнительно содержит ванадий и цирконий при следующем соотношении компонентов, вес.%

Углерод 0,008-0,07

Иарганец 1,9 -5,0

Кремний О, 05 -0,75

Титан 0,40 -2,5

Ванадий О, 002-2, 5

Цирконий 0,002-2,5

Железо Остальное

Отношение концентрации марганца к суммарной концентрации титана, ванадия и циркония составляет 0,85,0.

Стали выплавляют 50 кг в печи, Химический состав предлагаемых сталей представлен в табл. 1.

711149

Т а б л и ц а 1

1 0,008 1,9 0,15 0,40 0,002

2 0,04 2,55 0,31 0,88 0,88

3 0,07 5 00 0,35 1,50 0,5

4,75

0,002

2,4

0,02

2,2

0,30

1,8

0,17

0,5

4 0,07 2,35 0,30

0,5

5 0,07 2, 46 О, 15 0,88 0,21

6 0,04 2,00 0,75 2, 30 0 2

0,008

0,002

2,15

0,80

70,035,000,750,560,440,002

5 00

8 0,03 2,00 0,15 0,40 2,50 0,002

0,80

9 0,05 2,45 0,31 2,50 0,002 0,002

0,98 бора Виккерса, При этом радиальные трещины, идущие от углов отпечатка, свидетельствуют о хрупкости слоя.

Разгаростойкость слоя оценивают известными методами термоциклирования.

Образцы с упрочненной поверхностью нагревают до 650 С и закаливают в воду. О разгаростойкости судят по моменту появления трещин в поверхностном слое.

Свойства сталей представлены в табл. 2 (номер стали соответствует номеру в табл. 1 .) .

Таблица 2

Разгаростойкость при

650оCi коли чество циклов до трещинообраэования

Технологическая пластичность сть слоя и его ботки при 560 С

Карбонитр

700, пласт.

950, пласт.

1000, 1 трещ.

950, пласт, 1 650, пласт, пласт.

890, пласт, пласт

750, 1 трещ. отдельные трещины . пласт.

4 850, пласт.

5 850, пласт.

950, пласт, пласт

800, пласт, пласт.

800, 2 трещ.

750, пласт.

900, пласт, трещины пласт. пласт..Известная 750 х пкая трещины

Опытные слитки куют в интервале температур 1250-850"С, иэ кованых прутков вырезают контрольные образцы.. азотирование и карбонитрирование про-З водят в интервале температур 500650 С, при давлении 0,1-0,5 атм при длительности до 24 ч, Для сравнения аналогичную обработку проходят образцы известной стали, 35

Хрупкость слоя оценивают известными методами контроля хрупкости аэотированного и нитроцементированного слоя по виду отпечатков пирамиды при900, пласт, 900, 2 трещ.

850, пласт.

1000, пласт.

700 х пкая

l 5-1 7

10-13

13-1 5

1 5-20

13-16

9-11

10-12

11-15

9-1 2

711149

Формула изобретения

Составитель С .Деркач ев а

Редактор А.Алексеенко Техред Э.Чужик Корректор А.Гриценко

Заказ 8600/18 Тираж 694 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

В соответствии с данными твердость предлагаемой стали при оптимальном ле1ировании на 50-150 НЪ выше известной при пластичном аэотированном и карбонитрированном слое и при раэгаростойкости в 1,52 раза выше известной.

Выявленная повышенная раэгаростойкость предлагаемой стали позво- ляет опробонать ее для изготовле-. ния некоторых видов режущего инструмента, а также различных деталей гидравлического оборудования. Упрочненный слой известной стали не обладает режущими свойствами, Возможность применения предлагаемой стали для изготовления режущего инструмента (накатные фрезы, проходные резцы и т,п.), а также деталей гидравлического оборудования (иглы, плунжера) проверяется на стали,содержащей, Ъ! С 0,03; Nn 2,36; Si

0,08; Ti 0,88; V 0,02; Zr 0,02.

Слитки куют при 1250-850 С, Заготовки отжигают при 650 С. Изготовленный и заточенный инструмент и готовке детали карбонитрируют при 560 С в 25 течение 10 ч. Получают слой 0,2 мм с твердостью 950 -1000 Н О, Проводят испытания режущих свойств на стали 20, 40Х, 4ОХН при 1201200 об/мин и глубине резания 0,28 мм. Испытания показывают,что стойкость при резании предлагаемой стали находится на уровне быстрорежущей стали.

Сравнительные испытания стойкости З деталей гидравлического оборудования показывают, что стойкость деталей Ra предлагаемой стали находится на уровне известной.

Экономический,эффект от внедрения новой стали при учете стоимости металла составляет от 80 руб (при использовании ее вместо известной) до

1700 руб. эа тонну (при испольэонании ее для изготовления режущего инструмента) °

1. Сталь, содержащая углерод., марганец, кремниЯ, титан и железо, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения технологичности, твердости и раэгаростойкости азотированного и карбонитриронанного слоя, она дополнительно содержит ванадий и цирконий при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 0.,008-0,07

Марганец 1,9 -5,0

Кремний 0 05 -0,75

Титан 0,40 -2,5

Ванадий О, 002-2, 5

Цирконий 0,002-2,5

Железо Остальное

2.Сталь по п.1,о т л и ч а ю ta ая с я тем, что отношение концентрации марганца к суммарной концентрации титана, нанадия и циркония составляет 0,8-5,0, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Металловедение и термическая обработкЪ металлов, Р 3, 1974, с.31, сталь ЗОХТ2 ° .