Сталь — SU 1098975 (original) (raw)
(19) (111 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 3(59 С 22 С 38 46 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ричем соотношен(71) Московский автомобильный заводим. И.А.Лихачева и Научно-исследовательский институт автотракторных материалов(56) 1.Сталь легированная конструкционная. ГОСТ 4543-71,2.Авторское свидетельство СССРР 500286, кл. С 22 С 38/00, 1974,З.Авторское свидетельство СССРР 950792, кл, С 22 С 38/48, 1981. 54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод,арганец, кремний, хром, никель,молибден, ванадий,и железо, о т л и чтем, что, с целью цтельного удлинения,но содержит иттрийсоотношении компонеУглеродМарганецКремнийХромНикельМолибденВанадийАзотАлюминийИттрий .Железо азот, алюминий а ю щ а я с я овышення относиона дополнительпри следующем нтов, мас.Ъ:0,14-0,22 0,50-0,80 0,17-0,37 0,40-0,60 1,60-2,0 0,30-0,60 010-0,50Изобретение относится к металлургии и может быть использовано,в частности, в машиностроении приизготовлении тяжелонагруженных деталей машин и механизмов, такихкак шестерни и валы редукторов, работающих при больших удельных давлениях и пониженных температурах,Известна конструкционная сталь Ясодержащая, мас.:Углерод0,16-0,22 1 ОКремний 0,17-0,37Марганец 0,30-0,60Хром 1,25-1,65Никель 3,25-3,65Железо Остальное, 15Однако данная сталь нетехнологичнаи отличается повышенной деформациейиз-за необходимости проведения двухкратного нагрева под закалку,Известна также конструкционнаясталь 2 состава, мас,:Углерод 0,14-0,19Кремний 0,17-0 р 37Марганец Оу 50-0,80Хром 0,40-0,60Молибден 0,40-0,60Никель 1,6 -2,0Ванадий 0,10-0,25Ниобий 0,05-0,10Медь 0,10-0 у 25Азот 001-0,16 ЗОЖелезо Остальное Однако. при пониженных температурах (-60 С) для данной стали резко снижается ударная вязкость, которая 35 составляет не более 4 кгм/смНаиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь 3 состава, мас.: 40УглеродМарганецКремнийХромМолибден45НикельВанадийНиобийМедьАзотАлюминий 50ЦерийЖелезо 0,14-0,19 0,5 -0,8 0,17-0,37 0,4 -0,6 0,4 -0,6 1,6 -2,0 0,1 -0,25 0,03-0,10 0,10-0,25 0,01-0,02 0,01-0,030,005-0,050Остальное Недостатком известной стали является невысокое значение относитель ного удлинения.Цель изобретения - повышение относительного удлинения стали при сохранении высокого уровня прочностных свойств и высокой ударной вязкости бО при пониженных температурах.Цель достигается тем, что. сталь, содержащая углерод, марганец, кремний,хром, молибден, никель, ванадий, азот, алюминий и железо, дополнительно содержит иттрий при следующем содержании компонентов, мас.:Углерод 0,14-0,22 Кремний 0117-Оф 37 Марганец 0)50-0,80 Хром 0,40-0,60 Молибден 0,30-0,60. Никель 1,60-2,00Ванадий 0,10-0,50 Азот 0,020-0,070 Алюминий 0,005-0,02 Иттрий 0,01-0,09Железо Остальное причем соотношение ванадия и азота 5 1 - 71Иттрий, активно входя в сложные карбинитридные соединения, повышает температуру растворения данной Фазы сохраняя мелкое зерно до высоких температур.Повышение содержания иттрия более 0,09 нецелесообразно, так как это увеличивает только его расход и не оказывает влияния на свойства. Ванадий с азотом, содержащийся в соотношении 5:1 - 7:1, образует стехиометрическое соотношение мелкодисперсных частиц с самой матрицей, что обеспечивает повышенную ударную вязкость при пониженных температурах при наличии алюминия в пределах 0,005-0,02. Другие соотношения ванадия к азоту не образуют стехиометрического соотношения. Увеличение содержания алюминия ведет к образованию нитридов алюминия, склонность к образованию которых выше. Однако температура растворения их ниже и, как следствие, большая величина зерна, которая ведет к снижению ударной вязкости при пониженных температурах. Содержание алюминия менее 0,005 ведет к снижению качества стали, так как раскисление данной стали необходимо только алюминием.Укаэанный комплекс легирующих элементов исключает введение дорогого и дефицитного ниобия,Содержание ванадия более 0,5 при данном содержании легирующих элементов недопустимо так как повышается температура низкого отпуска, совпадающая с температурой отпускной хрупкости 1 рода.Химический состав и свойства предлагаемой и известных сталей представлен в табл. 1 и 2.Как следует из табл. 2, предлагаемая сталь обладает высоким комплексом механических свойств и высоким значением ударной вязкости при пониженных температурах по сравнению с известной (табл.2) .Внедрение предлагаемой стали для изготовления тяжелонагруженных деталей угольных комбайнов повышает долговечность деталей на 30 при пониженных температурах за счет повыше1098975 Экономический эффект от использования предлагаемой стали только в угольной промышленности для изготовления органа угольных комбайнов составляет 13000000 руб. в год. ния ударной вязкости, снижает трудоемкость ремонтных работ, что имеет большое народно-хозяйственное значение. Таблица Содержание компонентов, мас.Ъ 1 1 1 Сталь С 81 Мп Ст Ио Н 1 Ч Предлагаемая О,17 0,50 0,40 0,40 0,10 1,60 0,14 0,25 0,65 0,50 0,45 1,80 0,36 0,37 0,80 0,60 0,60 2,00 0,50 0,19 0,22 Известная 0,17 1,25 0,19 3,25 0,30 0,37 3,65 1,65 0,60 0,40 040 0,50 0,17 0,17 1,60 0,60 2,00 0,37 0,60 0,80 0,27 0,49 0,69 0,17 1,86 0,51 0,18 Продолжение табл. 1 Содержание компонентов, мас.Ъ 1Сталь А 2 Ге . Сц БЬ Предлагаемая 5/1 0,050 0,01 0,005 Остальное 6/1 0,05 0,012 0,09 0,027/1 Известная 0,100,25 0,07 0,021 Ы 2 0,060 0,070 0,001 0,016 0,015 0,05- 0,10 0,18 0,10 0,25 Соотношение ванадия к азо- ту1098975 Т а б л и ц а 2 Относительноеудлинение 585 у Пределпрочностивкгс/мм Сталь Предлагаемая 13,2 135 155 140 14,0 155 15,0 140 160 Известная 110 130 144 138 142,5 162,3 11,9 Продолжение табл. 2 жееаюеее еаюжаюаюшюажжжжжжеееежжеее а еежаеОтносительное Ударнаясужение у, 8 вязкостьакгс/смпри +20 С Баллзерна Сталь Предлагаемая 55,0 12 7,1 57,5 7,5 8,0 550 12 Известная 45 4,0 55 5,5 8,3 Составитель И.Петренко Редактор Н.Джуган ТехредЛ.Мнкеш Корректор И.МускаТираж 603 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5