сталь

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, медь, никель, железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюминий и ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,68 0,78

Кремний 0,15 0,4

Марганец 1,1 2,0

Алюминий 0,03 0,25

Ванадий 0,04 0,12

Хром 0,10 0,35

Медь До 0,35

Никель До 0,35

Железо Остальноет

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу износостойкой стали, применяемой для изготовления деталей металлургического оборудования, получаемых литьем с высокой скоростью кристаллизации (до 10⁴ град/с) с последующим прессованием.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким, принятым за прототип, к предлагаемому решению является состав стали 110Г13Л ГОСТ 2176-77, включающий хром и никель при следующих соотношениях компонентов, мас.

Углерод 0,9 1,5

Кремний 0,3 1,0

Марганец 11,5 15,0

Хром Не более 1,0

Медь Не более 0,3

Никель Не более 1,0

Железо Остальное

К недостаткам этого сплава относятся хрупкость и дороговизна.

Техническая задача изобретения повышение срока службы изделий из предлагаемого сплава за счет увеличения пластичности.

Указанная задача достигается тем, что сталь дополнительно содержит ванадий и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.

Углерод 0,68 0,78

Кремний 0,15 0,40

Марганец 1,1 2,0

Алюминий 0,03 0,25

Ванадий 0,04 0,12

Хром 0,10 0,35

Медь До 0,35

Никель До 0,35

Железо Остальное

Химический состав исследованных плавок предложенной и известной сталей и соответствующие им свойства приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

Испытания на износостойкость в условиях абразивного изнашивания при динамических нагрузках проводились на установках ЦУК-3М со специальным ротором. Испытуемые образцы попарно с эталоном (сталь 3) помещались в четырех радиальных каналах. Рабочая поверхность образцов и эталонов 12х4 мм с помощью клиньев выставлялась на одном уровне с поверхностью канала и параллельно ей. Абразивные частицы за счет центробежной силы движутся параллельно поверхности образцов, обладая нормальной к поверхности элементов кориолисовой силой. Испытания проводились при скоростях вращения ротора 5000 об/мин. В этих условиях средняя скорость потока равна 20 м/с.

Испытания на износостойкость в условиях абразивного изнашивания при статистических нагрузках проводились на лабораторной установке, которая состоит из емкости, заполненной водой с твердыми абразивными частицами. Внутри емкости находятся два диска, на которых крепятся конические образцы с углом атаки 30^o. Диски вращаются с помощью клиноременной передачи, обеспечивающей необходимый диапазон скорости образцов гидроабразивным потоком. Время испытания 5 ч.

Износ испытуемых образцов оценивался по потере веса на лабораторных весах ВЛА 200 ПМ.

Испытания на предел прочности при растяжении, на предел текучести и относительное удлинение проводились по ГОСТ 1497-73.

Испытания образцов на твердость по Бринеллю проводились по ГОСТ 9012-59. Твердость равномерна по всей толщине изделия.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, предлагаемая сталь имеет более высокую износостойкость, улучшенную структуру, дешевле известной, т.к. содержит в 10 раз меньше марганца, и стоимость ее изготовления в 1,6 2,0 раза ниже.