Зносостійка високоміцна сталь

Реферат: UA 120836 U UA 120836 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до металургії і машинобудування в сфері використання технологічного обладнання, призначеному для дроблення, подрібнення, стирання і інших методах механічної дії на тверді матеріали, а також в обладнанні які піддаються численним навантаженням при одночасному впливі ударів і тертя в інтервалі температур -40 …. +400 °С в різних галузях промисловості і транспортного машинобудування. Дана сталь належить до вуглецевих низьколегованих сталей підвищеної твердості, зносостійкості і ударної в'язкості з широким температурним діапазоном експлуатації. Відома зносостійка сталь 110Г13 широко використовується в розмельному і дробильному обладнанні, а також для окремих деталей гірничошахтного та транспортного машинобудування. Недоліком сталі 110Г13 є використання шихтових матеріалів високої якості при її плавці, використання виключно основної або нейтральної футеровки в печі, виплавка сталі високої якості можлива тільки в індукційній печі, після гарту обов'язково проводити відпал, сталь не зварюється. Високий відсоток чаду і браку при її виробництві. Відома зносостійка сталь 95X18 яка також широко застосовується в промисловості для заміни стали 119Г13. Дана сталь має підвищену міцність, зносостійкість, опору удару і корозійною стійкістю. Недоліком сталі 95X18 є використання шихтових матеріалів високої якості при її плавці, сталь високої якості можна отримати тільки при плавці в індукційній печі з основною або нейтральною футерівкою, після гарту стали обов'язково проводити відпал. Задача корисної моделі - отримання високоміцної, зносостійкого, з підвищеною ударною в'язкістю, корозійностійкої, з діапазоном робочих температур -40 … + 400 °С і зварюваної сталі, виробництво якої можна вести в будь якої футерівці в дуговій або індукційній печі без використання феросплавів і лігатур (шихта тільки брухт і відходи сталі і сплавів), а також без відпуску (відпалу) після гарту. Поставлена задача вирішується виплавкою сталі з використанням як шихти брухту рядової сталі, брухту чавуну, брухту легованих сталі і сплавів з вмістом хрому, нікелю і титану (або без нього), стружки цирконію, стружки титану (або без нього) Плавка ведеться в дуговій або індукційній печі з кислої, основної або нейтральної футеровки з отриманням сталі хімічного складу: вуглець 1-1,3 % хром 1,3-1,8 % нікель 1-1,2 % титан 0,05-0,1 % цирконій 0,15-0,2 % марганець 0,5-1,3 % кремній 0,5-1,3 % сірка 0,02- ,07 % фосфор 0,02-0,07 % залізо решта. в наступній послідовності в піч завантажується сталь і чавун, проводиться повне розплавлення і перегрівання металу на 100-150 °C з витримкою при цій температурі 10-15 хвилин, далі в розплав завантажується відходи легованих сталей з вмістом хрому, нікелю і титану (при відсутності в складі титану він вводиться в сталь спільно з цирконієм), після повного розплавлення метал перегрівається на 100-150 °C і витримується при цій температурі 10-15 хвилин, вилив металу проводиться в абсолютно сухий ківш що містить у вигляді стружки розрахункову кількість цирконію і недостатню кількість титану, далі проводиться вилив металу в абсолютно сухий кокіль (при виготовленні великих деталей можна цирконій насипати прямо в кокіль і не використовувати при цьому ківш). Функції легуючих компонентів у складі сталі-вуглець - утворення карбідів хром-утворення карбідів для високої твердості нікель різке збільшення пластичності і ударної в'язкості, глибини прожарювання і корозійної стійкості, титан-утворення складних карбідів, глибоке розкислення десирковання, деазотування і подрібнення зерна, цирконій-повне розкислення і деазотування, утворення центрів кристалізації, різке підвищення ударної в'язкості, забезпечення зварюваності сталі і відсутності відпалу. Марганець і кремній в присутності цирконію зменшують свої основні властивості як легуючі компоненти, в даній сталі вони значення не мають. Сірка і фосфор частково чадіють при плавці, а залишок пов'язано в комплексні сульфіди і фосфіди титану які не погіршують якість сталі. Водень і кисень повністю пов'язані цирконієм в гідрид і монооксид (повністю розчинні в рідкому і твердому залізі) тому відсутня 1 UA 120836 U 5 10 15 20 25 30 флексочутливість, червоноламкість і хладноламкість сталі, збільшуючи цим температурний діапазон експлуатації виробів із сталі. ПРИКЛАДИ ВИРОБНИЦТВА ВИРОБІВ ПРИКЛАД 1 шихта - брухт сталі (суміш ст. 3 - ст 45) - 51,8 %, брухт чавуну СЧ-15 - (Mn - 1 %. Si - 1,5 %. С - 3,5 %. Р - 0,1 %. S - 0,07 %) - 40 % брухт сталі 12X18Н10Т (AISI321) - 8 %, стружка цирконієва 0,2 % Плавка в дуговій печі, модифікація цирконієм в ковші. Виріб - розмельна куля для млина. Хімічний склад отриманого металу - С - 1.1 %, Mn - 0.6 %, Si - 0.9 %, Cr - 1.44 %, Ni - 1 %, Ті 0,05 %, Zr - 0.18 % S - 0.025 %, P - 0.045 %, залізо - залишок. Механічні властивості сталі після гарту без відпалу - твердість HRC - 64, ударна в'язкість 2 KCU 310 Дж\см ПРИКЛАД 2 шихта - брухт сталі (суміш ст3 - ст45) - 40 %, брухт чавуну КЧ80 - 15 (Mn - 0,8 % Si - 1,4 % C 2,5 % Р - 0,08 % S - 0,08 %) - 47,7 % брухт сталі 08X13(AISI403) - 10 %, брухт ніхрому (дріт D 0,2 мм) Х15Н60 - 2 %, стружка титанова Вт6 - 0,1 %, стружка цирконію (сплав С125) - 0,2 % Плавка в індукційній печі, модифікація цирконієм і титаном в ковші Виріб - дробарний конус конусної дробарки Хімічний склад отриманого металу С - 1,1 %, Мn - 0.5 %, Si - 0,8 %, Cr - 1.3 %, Ni - 1.1 %, Ti - 0.06 %, Zr - 0.18 %, S - 0.022 %, P 0.03 %, залишок - залізо. Механічні властивість сталі після гарту без відпалу - твердість HRC-62, ударна в'язкість 2 KCU 280 Дж\см В прикладах добавка нікелю відбувається також за рахунок його невеликого знаходження в брухті сталі (суміші Ст3 - Ст-45), а також в брухті, чавуні. Джерела інформації: 1. Марочник сталей і сплавів, видавництво Харков, 2003 рік 2. Машинобудівельні сталі. Журавльов В.Н., Ніколаєва О.Н. видавництво Машиностроение, 1981 рік 3. Експлуатація і ремонт дробарного обладнання. Дончєнко А.С., Дончєнко В.А. видавництво Машиностроение, 1986 рік. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Зносостійка високоміцна сталь, яка відрізняється тим, що при її виробництві використовується тільки брухт рядових сталей, брухт чавуну, брухт легованих сталей і сплавів з вмістом хрому, нікелю та титану (або без нього), стружки цирконію, стружки титану (або без нього), плавка ведеться в дуговій або індукційній печі з кислої, нейтральної або основної футеровки, сталь має наступний хімічний склад, мас. %: вуглець 1-1,3 хром 1,3-1,8 нікель 1-1,2 титан 0,05-0,1 цирконій 0,15-0,2 марганець 0,5-1,3 кремній 0,5-1,3 сірка 0,02-0,07 фосфор 0,02-0,07 залізо решта. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2