Зносостійка сталь

Зносостійка сталь, що містить залізо, вуглець, кремній, марганець, хром, алюміній, бор та церій, 3 58211 Алюміній в межах 0,10-0,30% сприяє модифікуванню сталі, отриманню дрібнозернистої структури і покращенню зносостійкості. Підвищення вмісту алюмінію більше 0,30% приводить до зниження зносостійкості, а при його вмісті нижче 0,10% ефект його впливу не виявляється, бо він діє не як модифікатор, а тільки як розкислювач. Бор є добавкою, що підвищує зносостійкість сталі при введенні його в межах 0,002-0,004%, при більшому його вмісті різко знижується пластичність сталі. Церій виступає модифікатором сталі, подрібнює структуру, знижує схильність до дендритної ліквації. Введення більше 0,12% церію в сталь економічно не вигідно, а також викликає появу в виливках гарячих тріщин. Церій найбільш доцільно вводити в комплексі з титаном, алюмінієм і бором, бо він сприяє видаленню з рідкого металу окислів вказаних елементів та інших неметалічних включень. Введення титану в межах 0,05-0,15% сприяє додатковому покращенню властивостей сталі, особливо зносостійкості, а в випадку проведення термічної обробки, забезпечує меншу, схильність до перегріву. Підвищення вмісту титану більше 0,15% знижує пластичність сталі, хоч зносостійкість і зростає. Відомо, що легування більшою кількістю елементів при малому вмісті кожного з них, тобто комплексне легування, значно ефективніше впливає на властивості сталі, ніж легування одним або 4 двома елементами при більш високому їх вмісті. Це пояснюється тим, що при комплексному легуванні легуючі елементи діють на властивості сталі не аддитивно, а своєрідно підсилюють один одного, тобто проявляють синергічний ефект. Введення в сталь активних карбідоутворювачів - хрому, титану і бору - при наявності підвищеного вмісту вуглецю забезпечує утворення міцних комплексних карбідів, рівномірно розміщених в матриці, необхідну в'язкість якої забезпечують кремній, марганець і алюміній, а модифікування і розкислення церієм - отримання дрібнозернистої структури з компактними неметалічними домішками. Таким чином, після введення вказаних елементів у сталь спостерігається синергічний ефект їх дії, який найбільшою мірою проявляється при вказаному вище співвідношенні компонентів. Сталі виплавляли методом сплавлення шихтових компонентів в індукційній електропечі з нагрівом до 1610±10°С. Випробування зразків усіх виплавлених сталей здійснювали за однаковою методикою. Усі зразки для випробувань піддавали термічному обробленню за наступним режимом: - нагрівання до 840°С із швидкістю 70°С/год.; - витримка при температурі 840°С протягом 2 годин; - охолодження з піччю до 700°С; - охолодження в воді. В табл.1 наведені приклади конкретних хімічних складів сталей, в табл.2 - залежність властивостей сталей від їх складу. Таблиця 1 Хімічний склад сталей, мас. % № сталі Елементи С Мn Si Сr V Аl Са В Се Ті Fe Найближчий аналог 0,36 0,73 0,91 0,71 0,12 0,05 0,01 0,005 0,03 решта 1 2 3 4 5 6 0,50 0,70 0,50 1,90 0,10 0,002 0,05 0,05 решта 0,56 0,91 0,63 2,10 0,20 0,003 0,06 0,07 решта 0,58 1,21 0,68 2,40 0,30 0,004 0,08 0,09 решта 0,63 1,43 0,81 2,70 0,15 0,002 0,09 0,11 решта 0,67 1,61 0,90 2,90 0,25 0,003 0,10 0,13 решта 0,70 1,80 1,00 3,10 0,30 0,004 0,12 0,15 решта Таблиця 2 Властивості сталей № сталі Тимчасовий опір розриванню, Мпа Ударна в'язкість, кДж Найближчий аналог 720 125 1 720 138 2 730 137 3 740 133 4 750 128 5 730 121 6 720 119 Відносна зносостійкість 1 1,21 1,24 1,35 1,37 1,36 1,33 5 58211 Випробування на знос проводили гравіметричним способом в млині марки МБЛ з барабаном діаметром 0,6м і довжиною 0,9м, в який одночасно загружали по 3 зразки кожної плавки і пісок з розрахунку 2кг на один зразок. Швидкість обертання барабана - 60об/хв., час випробувань - 100 годин. Для випробувань на розрив і ударну в'язкість використовували зразки згідно ГОСТ-977-82. Випробування на розрив проводили на машині ГСМ Комп’ютерна верстка М. Ломалова 6 20, на ударну в'язкість - на маятниковому копрі МК30. Запропоновану сталь можна використовувати для виготовлення зносостійких литих деталей в теплоенергетиці, гірничодобувній галузі тощо. Підвищення роботоспроможності бронефутеровки кульових млинів на теплових електростанціях сприяє зменшенню простоїв устаткування, а також витрат на проведення ремонтних робіт. Підписне Тираж 23 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