Патент на изобретение №2184173
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЛИТАЯ СТАЛЬ
(57) Реферат: Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления литых заготовок машин и механизмов, работающих при температуре до -60oС. Предложена литая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, медь, никель, алюминий, кальций и железо и дополнительно редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, маc.%: углерод – 0,18-0,28; кремний – 0,3-0,6; марганец – 0,8-1,3; хром – 0,3-0,6; медь – 0,1-0,3; никель – 0,05-0,3; алюминий – 0,01-0,08; кальций – 0,005-0,04; редкоземельные металлы – 0,01-0,04; железо – остальное. Причем отношение содержания алюминия к сумме содержаний кальция и редкоземельных металлов находится в пределах 0,5-2,0, а отношение содержания марганца к содержанию углерода – 4-6. Техническим результатом изобретения является повышение ударной вязкости стали, ее хладостойкости и свариваемости. 2 табл. Изобретение относится к металлургия и может быть использовано в литейном производстве при изготовлении литых заготовок для машин и механизмов, работающих при температурах до -60oC. Известна сталь [1], содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь при следующем соотношения компонентов, мас.% Углерод – 0,25-0,35 Кремний – 0,2-0,4 Марганец – 0,4-0,9 Хром – 0,5-0,8 Никель – Не более 0,3 Медь – Не более 0,3 Железо – Остальное Недостатком этой стали является низкая хладостойкость. Эта сталь может быть использована для изготовления литых деталей, работающих при температурах не ниже -40oС. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является сталь [2], содержащая углерод, марганец, кремний, хром, кальций, никель, алюминий, медь и железо при следующем содержании компонентов, в мас.% Углерод – 0,35-0,55 Марганец – 0,50-1,20 Кремний – 0,15-0,50 Хром – 0,10-0,30 Кальций – 0,003-0,01 Никель – 0,05-0,3 Алюминий – 0,015-0,05 Медь – 0,10-0,30 Железо – Остальное Недостатком данной стали является низкий уровень ударной вязкости при отрицательных температурах ниже -40o и плохая свариваемость, не позволяющая устранять литые дефекты методом сварки. Задачей данного изобретения является повышение ударной вязкости стали, что обеспечивает повышение ее хладостойкости и свариваемости. Поставленная задача достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, медь, никель, алюминий, кальций и железо, дополнительно содержит редкоземельные металлы (РЗМ), при следующем содержании компонентов, мас.% Углерод – 0,18-0,28 Кремний – 0,3-0,6 Марганец – 0,8-1,3 Хром – 0,3-0,6 Медь – 0,1-0,3 Никель – – 0,05-0,3 Алюминий – 0,01-0,08 Кальций – 0,005-0,04 Редкоземельный металлы – 0,01-0,04 Железо – Остальное причем отношение содержания алюминия к сумме содержаний кальция и редкоземельных металлов находится в пределах 0,5-2,0, а отношение содержания марганца к содержанию углерода – 4-6. Увеличение нижней границы содержания марганца в стали снижает вторичное окисление металла при разливке за счет образования паров марганца, оттесняющих кислород с поверхности расплава. При этом определяющим является соотношение углерода и марганца в стали. Предложенная пропорция алюминия к сумме кальция с РЗМ обеспечивает более глубокое раскисление стали и остаточное содержание данных элементов в указанных пределах обеспечивает формирование мелких глобулярных неметаллических включений, причем присутствие в расплаве кальция и РЗМ в данных пределах обеспечивает максимальное снижение вредного влияния поверхностно-активных элементов таких, как сера и фосфор. Содержание элементов химического состава в указанных пределах увеличивает прокаливаемость стали и обеспечивает формирование мелкозернистой перлитно-ферритной микроструктуры, обладающей максимальной вязкостью, что обеспечивает высокую хладностойкость и хорошую свариваемость Опытные плавки проводили в индукционной печи емкостью 160 кг с кислой футеровкой с использованием соответствующих ферросплавов отечественного производства. В процессе фракционной разливки в сталь вводили химические элементы, предусмотренные ее составом в граничных значениях их содержания (табл.1). Механические свойства определяли на образцах, вырезанных из отливок типа “трефы”. Испытания на ударную вязкость проводили при -60oС (KCU -60oС). Результаты испытаний приведены в табл.2. Исследования показали, что предлагаемая сталь, по сравнению с известной, обладает более высокой ударной вязкостью при низких температурах. Экономическая эффективность от применения предлагаемой стали может быть определена по следующим критериям: – повышение надежности, машин и механизмов; – расширение зоны использования машин, и механизмов. Изготовление задвижек из данной стали позволяет использовать их не только в умеренных климатических условиях, но и в условиях “Крайнего Севера”, что увеличивает их рыночную цену. Литература 1. Марочник сталей и сплавов В.Г. Сорокин, Д.В. Волосникова, С.А. Вяткин и др. – М.: Машиностроение, 1989 – 640 с. (с. 586). 2. А.c. СССР 1224351 A, C 22 С 38/42, опубл. 15.04.86. Бюл. 14. Формула изобретения
Углерод – 0,18-0,28 Кремний – 0,3-0,6 Марганец – 0,8-1,3 Хром – 0,3-0,6 Медь – 0,1-0,3 Никель – 0,05-0,3 Алюминий – 0,01-0,08 Кальций – 0,005-0,04 Редкоземельные металлы – 0,01-0,04 Железо – Остальное причем отношение содержания алюминия к сумме содержаний кальция и редкоземельных металлов находится в пределах 0,5-2,0, а отношение содержания марганца к содержанию углерода – 4-6. РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
