Зносостійка сталь

Зносостійка сталь, яка містить вуглець, марганець, кремній, алюміній, титан, залізо, яка відрізняється тим, що вона додатково містить ніобій при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: вуглець 1,20-1,45 марганець 7,5-11,0 кремній 0,30-0,60 алюміній 0,03-0,10 титан 0,05-0,20 ніобій 0,05-0,15 залізо решта. (19) (21) a200712792 (22) 19.11.2007 (24) 10.02.2009 (46) 10.02.2009, Бюл.№ 3, 2009 р. (72) МАЛІНОВ ЛЕОНІД СОЛОМОНОВИЧ, UA, СОЛІДОР Н АТАЛЯ АРКАДІЇВНА, U A (73) МАЛІНОВ ЛЕОНІД СОЛОМОНОВИЧ, UA, СОЛІДОР Н АТАЛЯ АРКАДІЇВН А, U A, ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA (56) UA, 7691, U, 15.07.2005 SU, 865956, A1, 23.09.1981 RU, 2017859, C1, 15.08.1994 US, 5397654, A, 14.03.1995 JP, 57089426, 03.06.1982 3 85646 титан 0,05-0,20; залізо інше. Вона найбільш економічна, однак недостатньо зносостійка в умовах ударно-абразивної дії. В основу винаходу поставлена задача вдосконалити склад зносостійкої сталі, в якій за рахунок додаткового вступу і зміни процентного співвідношення компонентів досягається підвищення ударно-абразивної зносостійкості. Для рішення поставленої задачі до складу зносостійкої сталі, що містить вуглець, марганець, кремній, алюміній, титан, залізо, у відповідності з винаходом додатково введений ніобій при наступному співвідношенні компонентів, (мас. %): вуглець 1,20-1,45; марганець 7,5-11,0; кремній 0,30-0,60; алюміній 0,03-0,10; титан 0,05-0,20; ніобій 0,05-0,15; залізо інше. Ніобій введений до складу сталі з метою утворення твердих карбідів NbC, які разом з карбідами титану утворюють тверді частинки, що підвищують опір абразивному зношуванню. Вміст ніобію менш ніж 0,05мас.%, або більш ніж 0,2мас.% - неефективно. Запропоноване співвідношення компонентів дозволяє підвищити ударно-абразивну зносостійкість в порівнянні з прототипом. Більш низький вміст вуглецю, ніж 1,20мас.% при мінімальному вмісті марганцю (7,5мас.%) може призвести до активного утворення мартенситу деформації на 4 поверхні, що зношується. Це знижує ударноабразивну зносостійкість внаслідок крихкого руйнування поверхні. Вміст вуглецю і марганцю більш ніж 1,45мас.% і 11,0мас.%, відповідно, спричиняє появу в стр уктурі підвищеної кількості карбідів по межам зерен, що також знижує ударно-абразивну зносостійкість. Оптимальна кількість кремнію складає 0,3 0,6мас.%. При меншому його вмісті буде відсутній ефект зміцнення аустеніту, при більшому - збільшується кількість карбідів в структурі внаслідок зниження розчинності вуглецю в а устеніті, що викликає крихкість сталі й інтенсивне руйнування поверхні в умовах ударно-абразивної дії. Алюміній введений з метою отримання дрібного зерна за рахунок утворення нітридів алюмінію. Вміст алюмінію менш ніж 0,03мас.%, або більш ніж 0,1мас.% - неефективно. Титан введений для утворення карбідів і підвищення зносостійкості. Вміст титану менш ніж 0,05мас.%, або більш ніж 0,2мас.% - неефективно. Запропоновану сталь виплавляють в дугови х електропечах. Завантаження шихтових матеріалів і процес плавлення ведуть згідно з технологією, що і для сталі 110Г13Л. Присадка алюмінію, титану і ніобію здійснюється у ковші. Сталь розливають у форми. Після вибивки відливок із форм литво обрубують та очищують від пригару. Обр убка необхідна для видалення ливників. Відливки піддають гартуванню від 970 - 1100°С у воді. В табл. 1 наведені варіанти складу запропонованої сталі. Таблиця 1 Варіанти хімічного складу запропонованої сталі Компоненти вуглець марганець кремній алюміній титан ніобій залізо 1 1,0 6,50 0,20 0,01 0,02 0,03 до 100 2 1,20 7,50 0,35 0,05 0,05 0,05 до 100 Вміст компонентів, мас. % 3 4 1,35 1,45 9,30 11,0 0,51 0,60 0,07 0,10 0,10 0,20 0,09 0,15 до 100 до 100 5 1,60 13,0 0,85 0,14 0,34 0,27 до 100 6 1,20 9,10 0,42 0,05 0,10 до 100 Примітка: склади 1 і 5 мають позаграничні значення компонентів, склади 2 - 4 - запропонована сталь, 6 склад сталі прототипу. Оцінка відносної ударно-абразивної зносостійкості ( e ) проводилась в умовах ударно-абразивної дії. За еталон вибрана сталь, що прийнята за прототип. Розрахунок проводився згідно з формулою: Rпр Sпр e= DRзр Sзр де e - відносна зносостійкість; Rпр S пр - втрати маси зразків сталі, що прийнята за прототип, які припадають на одиницю поверхні, що зношується; DRзр S зр - втрати маси зразків із запропонованої сталі, які припадають на одиницю поверхні, що зношується. В табл. 2 наведена відносна зносостійкість в умовах ударно-абразивної дії запропонованої сталі і прототипу. 5 85646 6 Таблиця 2 Відносна зносостійкість в умовах ударно-абразивної дії запропонованої сталі в порівнянні з прототипом після гартування від 1100°С Відносна ударно-абразивна зносостійкість Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 1 0,86 Номер складу запропонованої сталі 2 3 4 5 прототип 1,12 1,20 1,10 0,95 1,0 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601