CS212019B1

CS212019B1 - Wear-resistant cast steel

Info

Publication number: CS212019B1
Application number: CS495880A
Authority: CS
Inventors: Jaromir Stuchlik; Josef Spunda
Original assignee: Jaromir Stuchlik; Josef Spunda
Priority date: 1980-07-11
Filing date: 1980-07-11
Publication date: 1982-02-26

Abstract

Vynález se týká ! oceli na odlitky odolné proti opotřebení, která je zvlášť vhodná pro vysoce dynamicky namáhané strojní součásti vystavené intenzivnímu abrazivnímu nebo erozivnímu opotřebení. Ocel na odlitky odolná proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení obsahuje v hmotnostní koncentraci kromě železa 1,0 áž 2,0 % uhlíků, 10 až 14 % chrómu, 0,2 a, 1,0 % kře-, míku, 0,6 až 1,8 % manganu, 0,008 až 0,06 % fosforu' a 0,008 až 0,06 % síry. Její podstata spočívá v tom, že dále obsahuje v hmotnostní koncentraci 0,001 až 0,005 % boru, 0,05 až 0,2 % vanadu a 0,01 až 0,1 % hliníku. Tato ocel může dále obsahovat v hmotnostní koncentraci také 0,01 až 0,3% zirkonu a 0,01 až 0,1 % titanu.The invention relates to a wear-resistant casting steel, which is particularly suitable for highly dynamically stressed machine parts exposed to intensive abrasive or erosive wear. The cast steel resistant to abrasive and erosive wear contains, in addition to iron, 1.0 to 2.0% carbon, 10 to 14% chromium, 0.2 to 1.0% silicon, 0.6 to 1.8% manganese, 0.008 to 0.06% phosphorus and 0.008 to 0.06% sulfur. Its essence lies in the fact that it further contains 0.001 to 0.005% boron, 0.05 to 0.2% vanadium and 0.01 to 0.1% aluminum in a mass concentration. This steel may further contain 0.01 to 0.3% zirconium and 0.01 to 0.1% titanium in a mass concentration.

Description

Vynález se týká oceli na odlitky odolné proti opotřebení, která je zvlášť vhodná pro vysoce dynamicky namáhané strojní součásti vystavené intenzivnímu abrazivnímu nebo eřozivnímu opotřebení.The invention relates to a wear-resistant casting steel which is particularly suitable for highly dynamically stressed machine components exposed to intense abrasive or erosive wear.

V současné době se pro dynamicky namáhané strojní součásti vystavené intenzivnímu, abrazivnímu nebo erozívními opotřebení používají nízko až středně legované ocelolitiny s martenzitickou strukturou, které mají vysokou pevnost v ohybu a houževnatost. Jejich nevýhodou je však nízká odolnost proti abrazivnímu nebo eřozivnímu opotřebení.Currently, low to medium alloyed cast steels with martensitic structure are used for dynamically stressed machine components exposed to intense, abrasive or erosive wear, which have high flexural strength and toughness. However, their disadvantage is low resistance to abrasive or erosive wear.

Dále se pro uvedené účely používají chromové ledeburitické oceli s hmotnostním obsahem 1,2 až 2,0 %; uhlíku a 10 až 12 % chrómu, které vykazují velkou odolnost proti abrazivnímu a eřozivnímu opotřebení. Po zakalení a nízkoteplotním popouštění vykazují tvrdost v rozsahu 58 až 65 HRC. S rostoucím obsahem uhlíku přibývá eutektických karbidů, vyloučených ve tvaru spojitého síťoví, které snižuje pevnost v ohybu. Další nevýhodou uvedené chromové ledeburitické oceli je hrubé primární zrno s velkými ostrohrannými eutektickými karbidy, velké nekovové vměstky, mikrostaženiny a zóny, vzniklé při krystalizaci, ve středové oblasti tlustostěnných odlitků. Tyto útvary působí jako mikrokoncentrátory napětí, při kalení se v jejich okolí tvoří trhlinky, které se při dynamickém namáhání šíří, až dojde k porušení součásti. ₍ Furthermore, chromium ledeburitic steels with a mass content of 1.2 to 2.0%; carbon and 10 to 12% chromium are used for the above purposes, which show high resistance to abrasive and erosive wear. After quenching and low-temperature tempering, they show a hardness in the range of 58 to 65 HRC. With increasing carbon content, eutectic carbides, precipitated in the form of a continuous network, which reduces the bending strength, increase. Another disadvantage of the above chromium ledeburitic steel is a coarse primary grain with large sharp-edged eutectic carbides, large non-metallic inclusions, micro-shrinkages and zones formed during crystallization in the central region of thick-walled castings. These formations act as micro-concentrators of stress, during hardening, cracks form in their vicinity, which spread under dynamic stress until the component breaks. ₍

Uvedené nedostatky odstraňuje ocel na odlitky odolná proti abrazivnímu a erozivnímu opotřebení obsahující v hmotnostní koncentraci kromě železa 1,0 a, 2,0 % uhlíku, 10 až 14 % chrómu, 0,2 až 1,0 % křemíku, 0,6 až 1,8 % manganu, 0,008 až 0,06 % fosforu a 0,008 až 0,06 °/o síry, jejíž podstata spočívá v tom, že dále obsahuje v hmotnostní koncentraci 0,001 až .0,005 % boru, 0,05 až 0,2 % vanadu a 0,01 až 0,1 % hliníku, dále ocel může obsahovat v hmotnostní koncentraci 0,01 a, 0,3 % zirkonu a 0,01 až 0,1 ^fl/o titanu.The above-mentioned shortcomings are eliminated by steel for castings resistant to abrasive and erosive wear containing, in addition to iron, 1.0 to 2.0% carbon, 10 to 14% chromium, 0.2 to 1.0% silicon, 0.6 to 1.8% manganese, 0.008 to 0.06% phosphorus and 0.008 to 0.06% sulfur in mass concentration, the essence of which lies in the fact that it further contains in mass concentration 0.001 to .0.005% boron, 0.05 to 0.2% vanadium and 0.01 to 0.1% aluminum, and the steel may further contain in mass concentration 0.01 to 0.3% zirconium and 0.01 to 0.1 ^fl /o titanium.

Výhodou oceli na odlitky podle vynálezu je, že éutektické karbidy se vylučují ve tvaru spojitého síťoví v menší míře. Další výhodou je také zjemnění primárního zrna a tím zvýšení ohybové práce a pevnosti v ohybu při stejné tvrdostí. Další výhodou je od,stranění středové zóny odlitku.The advantage of the steel for castings according to the invention is that eutectic carbides are precipitated in the form of a continuous network to a lesser extent. Another advantage is also the refinement of the primary grain and thus an increase in bending work and bending strength at the same hardness. Another advantage is the elimination of the central zone of the casting.

Vynález je blíže popsán na příkladech jeho provedení.The invention is described in more detail with examples of its implementation.

Přikladl:He gave an example:

Ocel na odlitky s vysokou odolností proti abrazivnímu opotřebení a určená pro dynamicky namáhané pancíře cementárenských mlýnů, hmotnostní složení:Casting steel with high resistance to abrasive wear and intended for dynamically stressed armor of cement mills, weight composition:

uhlík — 1,48% i mangan — 0,83 % křemík — 0,47 % chrom — 10,69 % fosfor — 0,033% síra ' — 0,021 % bor - 0,004 % :carbon — 1.48% i manganese — 0.83% silicon — 0.47% chromium — 10.69% phosphorus — 0.033% sulfur ' — 0.021% boron - 0.004% :

vanad — 0,11 % hliník — 0,059 %, zbytek železovanadium — 0.11% aluminum — 0.059%, the rest iron

Příklad 2:Example 2:

U další tavby měla ocel následující hmotnostní složení:In the next smelting, the steel had the following mass composition:

uhlík — 1,83% mangan — 1,67%carbon — 1.83% manganese — 1.67%

křemík silicon — 0,41 % — 0.41% chrom chrome — 13,38% — 13.38% fosfor phosphorus — 0,018 % — 0.018% síra sulfur — .0,023 % — .0.023% bor boron — 0,003 % — 0.003% vanad from above — 0,096 % — 0.096% hliník aluminum — 0,065 %, zbytek železo — 0.065%, the rest iron Příklad 3: Example 3: Další tavba složení: Next melting composition: měla následující hmotnostní had the following weight uhlík carbon - .1,4% - .1.4% mangan manganese - 0,7% - 0.7% křemík silicon - 0,65% - 0.65% chrom chrome - 11,1 % - 11.1% fosfor phosphorus — 0,031% — 0.031% síra sulfur — 0,024 % — 0.024% bor boron .— 0,002%. .— 0.002%. vanad from above — 0,16 % — 0.16% hliník aluminum — 0,069 % — 0.069% zirkon . zircon . - 0,2 O/o - 0.2% titan titanium — 0,027 %, zbytek železo — 0.027%, the rest iron Příklad 4: Example 4: Další tavba složení: Next melting composition: měla následující hmotnostní had the following weight uhlík carbon — 1,9% — 1.9% mangan manganese — 1,45% — 1.45% křemík silicon - 0,71 «/o - 0.71 «/o chrom chrome — 13,46O/o — 13.46% fosfor phosphorus — 0,029% — 0.029% síra sulfur — 0,023 % — 0.023% bor boron — 0,004 O/o — 0.004 O/o vanad from above — 0,085 O/o — 0.085% zirkón zircon — 0,15% — 0.15% . titan . titanium — 0,076 %, zbytek železo. — 0.076%, the rest iron.

Z výše uvedených taveb byly odlity vzorky pro laboratorní zkoušky. Tepelné zpraco. vání: vzorky kaleny do oleje z teploty 950 °C austenitizace 1 hod., popuštěny na 250 °C 2 hod. Pevnost v ohybu σ_Ρο = 1000 až 1500 MPa, ohybová práce 1,8 až 2,9 A = J X cm², tvrdost 58 až 64 HRC, příčná prokalitelnost minimálně 180 mm pro válec 1/D = 1, poměrná odolnost proti abrazivnímu opotřebení φ = 2,8 až 3,5.Samples for laboratory tests were cast from the above melts. Heat treatment: samples quenched in oil from a temperature of 950 °C austenitization for 1 hour, tempered at 250 °C for 2 hours. Bending strength σ _Ρο = 1000 to 1500 MPa, bending work 1.8 to 2.9 A = JX cm ² , hardness 58 to 64 HRC, transverse hardenability at least 180 mm for a cylinder 1/D = 1, relative resistance to abrasive wear φ = 2.8 to 3.5.

Claims

SUBJECT

1.8% manganese, 0.008-0.06% phosphorus, 0.008-0.06% sulfur, characterized in that:

The invention further comprises in a concentration of 0.001 to 0.005% by weight of boron, 0.05 to 0.2% by weight of vanadium and 0.01 and 0.1% by weight of aluminum.

1. Wear-resistant casting steel containing, by weight in addition to iron, 1,0 to 2,0% carbon, 10 to 14% chromium, 0,2 to ⁴ to 1,0% silicon, 0,6 to

2. Steel according to claim 1, characterized in that it contains from 0.01 to 0.3% by weight of zirconium and from 0.01 to 0.1% by weight of titanium.