Термостійка графітизована сталь

Термостійка графітизована сталь, що містить вуглець, кремній, марганець, титан, залізо, яка відрізняється тим, що з метою спрощення проце 3 44464 залізо решта. Саме сукупність цих компонентів та їх співвідношення забезпечують досягнення нового технічного результату - спрощення процесу утилізації та рециклінгу сталі, підвищення її зносостійкості, окалиностійкості та в цілому довговічності та надійності деталей, які з неї виготовлено, що працюють в умовах високих температур і термоциклічних навантажень (металеві форми для розливання алюмінію, міді та їх сплавів). Технічне рішення, яке заявляється, містить нові ознаки, тому воно відповідає критерію «новизна». Вміст вуглецю у кількості 1,2...1,4% сприяє збільшенню рівня теплопровідності, зниженню термічних напружень, що в цілому забезпечує високу довговічність виробів при термоциклічному навантаженні. Кремній, як і вуглець, є сильним графітизатором, але його підвищений вміст призводить до високої крихкості матеріалу, тому для збільшення терміну експлуатації металевих форм його вміст у графітизованій сталі обмежено на рівні 1,1...1,5%. Марганець у цих сталях виконує роль розкислювача, він є постійним традиційним елементом, а його вміст повинен бути в межах 0,3...0,6%. Нікель у кількості 1,0...1,6%, як і мідь, сприяє графітизації, але більш ефективно, порівняно з нею, підвищує міцність та пластичність сталі. Молібден у кількості 0,2...0,4% призводить до зміни форми перліту з пластинчастої на глобулярну, що сприяє підвищенню механічних властивостей сталі при кімнатній та високих температурах, а також тріщиностійкості та окалиностійкості. Присутність 0,05...0,07% титану сприяє створенню центрів графітизації, значному подрібненню включень графіту та забезпечує його рівномірне 4 розташування за об'ємом металу, що дозволяє знизити швидкість окалиноутворювання. Аналоги, що містять ознаки, які відрізняють рішення, яке заявляється, від відомого, не виявлені, таким чином рішення відповідає рівню техніки. На підставі цього можна зробити висновок про те, що рішення, яке заявляється, задовольняє критерію «винахідницький рівень». Виплавлення сталі проводили в індукційній печі. З метою захисту металу від насичення газами наводили шлак, який складався з піску та плавикого шпату. Температура металу при випуску становила 1650°С, а температура заливання форми - 1610°С. Заливання металу виконували в сухі піщані ливарні форми. Із виливок виготовляли зразки для досліджень структури, механічних властивостей та окалиностійкості. Випробування на окалиностійкість проводили на спеціальній газодинамічній установці в потоці полум'я від згорання суміші пропану та кисню на плоских полірованих зразках розмірами 50х10х2мм. Опір термічному руйнуванню визначали при термоциклюванні за режимом 600↔900°С. Термін випробувань кожної партії зразків становив 100 циклів; тривалість одного циклу - 6 хвилин. Відомо, що кількісною характеристикою окалиностійкості є збільшення маси дослідних зразків в процесі окислювання при заданих температурах. Критерієм окалиностійкості служила різниця мас кожного зразка до та після термоциклювання. Визначення маси зразків виконували на аналітичних вагах ВЛА-2000 з точністю до 0,0001г. Результати порівняльних досліджень чавуну з кулястим графітом ВЧ40 - матеріалу, який широко застосовують при виготовленні металевих форм, прототипу - сталі 130СДТЛ та графітизованої сталі, яка заявляється, наведені в таблиці. Таблиця Результати порівняльних досліджень СПЛАВ ВЧ40 графітизована сталь 130СДТЛ (прототип, пат. України №33235) графітизована сталь,що заявляється (130СНМТЛ) 200 412 σв, МПа, при t °С 400 600 364 190 800 43,6 λ, Вт/м°С C, Bm/м 2 ∆Р, г/м ч 34,8 25,4 48,7 645 589 280 78,5 35,7 44,1 24,3 659 597 298 83,2 36,0 44,0 20,8 Результати досліджень вказують, що графітизована сталь, склад якої заявляється, забезпечує більш високі показники межі міцності σв при кімнатній і високих температурах, теплопровідності λ, критерія стійкості матеріалу при термоциклічних навантаженнях С та більш високий опір окалиноутворенню ∆Р. Це дозволило підвищити термін експлуатації металевих форм, які були з неї виготовлені, спростити процес утилізації та рециклінгу відпрацьованих деталей, а також заощадити при цьому значні фінансові ресурси за рахунок зменшення кількості запасних частин і ремонтів, змінного обладнання (кокілі, виливниці та інш.). Виходячи з вищевикладеного, можна зробити висновок про те, що пропоноване технічне рішення є промислове придатним, бо може використовуватися у промисловості. 5 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 44464 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601