Патент на изобретение №2303076

(54) СТАЛЬ ИЗНОСОСТОЙКАЯ ССИЛ-600

(57) Реферат:

Изобретение относится к литым сталям и может быть использовано для изготовления зубьев ковшей и колес экскаваторов, работающих в разных климатических зонах. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,38-0,45, кремний 0,40-0,50, марганец 0,80-1,20, хром 2,0-2,50, молибден 0,20-0,30, никель 1,30-1,60, медь не более 0,30, ванадий 0,10-0,15, кальций 0,005-0,01, церий 0,005-0,01, алюминий 0,03-0,06, железо остальное. Выбор элементов для легирования стали определяется требуемыми свойствами и стоимостью. Сталь обладает повышенной износостойкостью при работе экскаваторов в различных горных породах. 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, более конкретно к литым сталям, применяемым в экскаваторостроении для изготовления зубьев ковшей и колес экскаваторов, работающих в разных климатических зонах.

Известна сталь (см. каталог “Stahlschlüssel” 45NiCr6 1986 г., стр.193, №1.2710 изд. МВНД-7142), след. состава, мас.%:

Самой близкой по составу, принятой в качестве прототипа является сталь марки 40Х2Н2МА (ГОСТ 4543-71), применяемая в промышленности, следующего состава, мас.%:

Данная сталь не обеспечивает износостойкости в высокоабразивных горных породах.

Задачей изобретения является обеспечение повышенной износостойкости в различных горных породах.

Решение данной задачи достигается тем, что в сталь, содержащую С, Si, Mn, Cr, Mo, Ni, Cu, вводят дополнительно V, Са, Се, Al при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Выбор элементов для легирования выбранной марки стали определялся требуемыми свойствами и стоимостью.

Углерод в стали в количестве С=0,38-0,45% выбран с целью обеспечения высокой износостойкости, высокой пластичности, снижения хрупкости.

Марганец в стали в количестве Mn=0,80-1,20% выбран из условия обеспечения полной раскисленности стали, повышения прокаливаемости и снижения температуры порога хладноломкости.

Никель в стали в количестве Ni=1,30-1,60% обеспечивает повышение пластичности, вязкости, хладостойкости и коррозионной стойкости.

Кремний в стали в количестве Si=0,40-0,50% является активным раскислителем стали и понижает чувствительность к перегреву.

Алюминий в стали в количестве Al=0,03-0,06% обеспечивает полную раскисленность стали и способствует получению мелкозернистой структуры.

Медь в количестве не более 0,30% выбрана для повышения коррозионной стойкости во влажной атмосфере.

Пример.

Известные и предлагаемые составы сталей выплавлялись в индукционных печах ИСТ-16 и разливались в изложницы по 50 кг. Термическая обработка состояла из закалки на 30-50°С выше АС₃ и отпуска при температуре 180°С. Режим термической обработки и температура отпуска стали должны быть подобраны в зависимости от крепости породы и конкретной температуры окружающей среды.

В табл.1 приведены химические составы предлагаемой и известной сталей.

Механические свойства рассмотренных марок сталей и испытания на абразивный износ проводили в условиях ОАО “Ижорские заводы” (Россия, г.Санкт-Петербург) и Университет г.Зиген (ФРГ). Износ определяли на цилиндрических образцах трением о породы различной твердости. Испытания проводили при начальных температурах +20°С и -80°С.

Результаты испытаний после закалки и отпуска при температуре 200°С приведены в табл.2.

Таблица 2
№ плавки	в, МПа		НВ	Износостойкость по кварцу, м/г
Температура испытаний	+20°С	-40°С	+20°С	+20°С	-80°С
Известная 0	1650	1662	550	104	98
Предлагаемая 1	1770	1780	590	110	105
Предлагаемая 2	1780	1794	596	114	107
Предлагаемая 3	1802	1817	600	118	112
Предлагаемая 4	1797	1810	600	129	120
Предлагаемая 5	1785	1794	595	126	115

Представленные данные показывают, что введение в состав стали новых компонентов совместно с компонентами известного состава позволяет повысить износостойкость материала.

Формула изобретения

Сталь износостойкая, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, никель, медь и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ванадий, кальций, церий, алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: