Патент на изобретение №2160321

(54) СТАЛЬ

(57) Реферат:

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке стали для изготовления износостойких деталей, преимущественно для изготовления зубьев ковшей эскаватора, бил молотковых дробилок и других деталей дробильно-размольного оборудования. Предлагается сталь, содержащая компоненты при следующем соотношении, мас.% : углерод 0,40 – 0,47; марганец 0,50 – 0,80; кремний 0,20 – 0,50; хром 0,80 – 1,20; молибден 0,20 – 0,30; никель – не более 0,50; сера – не более 0,025; фосфор – не более 0,025; медь – не более 0,40; алюминий 0,02 – 0,04; железо – остальное. Техническим результатом изобретения является повышение ударной вязкости и износостойкости стали. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию сталей для изготовления износостойких деталей, работающих при высоких ударных нагрузках, преимущественно для изготовления зубьев ковшей экскаватора, бил молотковых дробилок и других деталей дробильно-размольного оборудования.

Известна сталь следующего состава, мас.%:
Углерод – 0,10 – 0,25
Марганец – 0,30 – 1,00
Кремний – 1,10 – 2,00
Хром – 0,30 – 1,00
Медь – 0,20 – 0,30
Ванадий – 0,05 – 0,30
Цирконий – 0,01 – 0,30
Молибден – 0,02 – 0,35
Бор – 0,001 – 0,005
Редкоземельные металлы – 0,01 – 0,20
Железо – Остальное
См. авт. св. N 894012, кл. C 22 C 38/32, 1980 г.

Недостатком известной стали является низкая износостойкость на истирание при дроблении абразивных горных пород.

Известна сталь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод – 0,2 – 0,6
Марганец – 0,25 – 1,10
Кремний – 0,17 – 0,37
Хром – 1,5 – 2,5
Молибден – 0,002 – 0,500
Никель – 0,4 – 1,0
Ванадий – 0,002 – 0,150
Кальций – 0,005 – 0,050
Магний – 0,001 – 0,050
Редкоземельные металлы – 0,0005 – 0,1000
Железо – Остальное
См. авт. св. СССР N 1047989, кл. C 22 C 38/46, 1980 г.

Недостатком известной стали является низкая износостойкость на истирание при дроблении абразивных горных пород и низкие пластические характеристики и ударная вязкость.

Известна также сталь, принимаемая за прототип при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод – 0,30 – 0,40
Марганец – 0,50 – 0,80
Кремний – 0,20 – 0,45
Хром – 1,60 – 2,00
Молибден – 0,10 – 0,20
Никель – 0,60 – 0,90
Ванадий – 0,08 – 0,15
Сера – Не более 0,030
Фосфор – Не более 0,040
Железо – Остальное
См. ТУ 24.11.01.091-84-“Литье (отливки) из конструкционной легированной стали”, зарегистрированные 11.05.1985, N 2515416.

Основными недостатками известной стали, принятой за прототип, являются низкая ударная вязкость, что приводит к поломке деталей, работающих в условиях высоких ударных нагрузок, и низкая износостойкость при дроблении абразивных горных пород. Техническим результатом изобретения является повышение ударной вязкости и износостойкости стали.

Изобретением решается задача по изысканию состава стали для приготовления износостойких деталей, способной после соответствующей термообработки обеспечить высокие значения механических свойств и срока службы деталей, работающих при высоких ударных нагрузках и абразивном изнашивании.

Поставленная задача решается тем, что при минимальном содержании основных легирующих элементов: хрома, никеля, молибдена добавляют алюминий при следующем соотношении в стали компонентов, мас.%:
Углерод – 0,40 – 0,47
Марганец – 0,50 – 0,80
Кремний – 0,20 – 0,50
Хром – 0,80 – 1,20
Молибден – 0,20 – 0,30
Никель – 0,50
Сера – 0,025
Фосфор – 0,025
Медь – 0,40
Алюминий – 0,02 – 0,04
Железо – Остальное
и проводит соответствующую термообработку, обеспечивающую высокое значение механических свойств и срока службы деталей при ударных нагрузках в условиях абразивного износа.

Алюминий добавляют для измельчения зерна стали. Термообработкой достигают необходимый уровень механических свойств стали.

Сталь выплавляют в электродуговой печи с основной футеровкой.

Химический состав и механические свойства предлагаемой и известной (прототипа) сталей приведены в таблице.

Использование изобретения позволяет повысить ударную вязкость и износостойкость стали.

Изобретение создано в порядке выполнения служебного задания.

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, молибден, никель, серу, фосфор и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит медь и алюминий при следующем соотношении компонентов в мас.%:
Углерод – 0,40 – 0,47
Марганец – 0,50 – 0,80
Кремний – 0,20 – 0,50
Хром – 0,80 – 1,20
Молибден – 0,20 – 0,30
Никель – не более 0,50
Сера – не более 0,025
Фосфор – не более 0,025
Медь – не более 0,40
Алюминий – 0,02 – 0,04
Железо – Остальное

РИСУНКИ