Przedmiotem wynalazku jest stal austenityczna odporna na scieranie, a zwlaszcza charakteryzuja¬ ca sie zwiekszona odpornoscia na polaczone dzia¬ lanie cierne i udarowe.Znana jest iz norweskiej normy 16 stal Hadfiel- da Mn 12 zawierajaca wagowo 1,0—1,35% wegla 0—1,0% krzemu, 11,0—14% manganu, reszta zelazo i nieuniknione zanieczyszczenia.Znana jest z opisu patentowego RFN nr 1213125 stal austenityczna zawierajaca wagowo 12—30% manganu, 0,05—1,20% wegla, 2,0—5,0% chromu, re¬ szta zelazo i nieuniknione zanieczyszczenia. W opisie patentowym RFN nr 963782 podane jest wprowadzenie do tego typu stali tytanu jako pierwiastka stopowego.Celem wynalazku jest opracowanie nowego ga¬ tunku stali austenitycznej o zwiekszonej odpor¬ nosci na scieranie oraz polaczone dzialanie cierne i udarowe.Stal austenityczna odporna na scieranie, a zwlasz¬ cza odporna na polaczone dzialanie naprezen cier¬ nych i udarowych, zawierajaca wagowo 16,0—23,0% manganu, 1,1—1,5% wegla, do 4% chromu, max 2,0% krzemu, max. 1,0% niklu, max. 1,0% miedzi, max. 0,1% fosforu, max. 0,1% siarki oraz tytan, reszta zelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, we¬ dlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze zawie¬ ra wagowo 0,1—0,5% tytanu.Na wzrost kosztów wytwarzania stali austeni¬ tycznej odpornej na scieranie, ma zasadniczy 10 15 20 30 wplyw zwiekszenie wagowej zawartosci manganu do ponad 14%. Stal zawierajaca wagowo 16—23% manganu wykazuje zwiekszona odpornosc na scie¬ ranie, oraz inne wlasnosci odpornosciowe.Zwiekszenie zawartosci wegla ma* wplyw na zwiekszenie twardosci stali wynikajace z obróbki cieplnej. Odpowiednie róznice w twardosci stali, beda jeszcze ponadto wystepowaly w wyniku jej utwardzania przez zgniot. Porównanie odpornosci na scieranie stali stopowej i uszlachetnionego ze¬ liwa, wykazuje, ze stal stopowa posiada prawie tak samo dobra odpornosc na scieranie, natomiast nie jest tak krucha jak zeliwo. Jesli zawartosc wegla przekracza wagowo 1,5%, wystepuja trud¬ nosci w rozpuszczeniu weglików.w strukturze od¬ lewu, stad uzyskany produkt posiada sklonnosc do pekniec makroskopowych.Zawartosc chroimu wagowo w zalkiresie od 0 do 4%, jest uzalezniona od przeznaczenia stopu.Chrom równiez zwieksza twardosc stali wynika¬ jaca z obróbki cieplnej oraz zwieksza jej odpor¬ nosc na odksztalcenie pod wplywem uderzenia.Chrom posiada równiez wlasnosci antygrafityza- tora, stad zawartosc chromu musi z tego wzgledu wynosic ponizej podanej maksymalnej zawartosci dla unikniecia powstawania pekniec makroskopo¬ wych w grubych przekrojach. Przy niskiej zawar¬ tosci wegla, dodatek stopowy chromu wplywa ko¬ rzystnie na tworzenie sie martenzytu. Oznacza to, ze przy zbyt niskiej zawartosci wegla w stali, 117 526117 526 Tablica 1 Sklad chemiczny (w % wagowych szeregu próbek stopowej stali w stosunku do stali Hadfielda Mn 12 (zgodnie z odnosnikiem (R)).Stop nr 51 55 58 59 R % C 1,42 1,42 1,50 1,38 1,18 % Mn 18,0 19,5 21,7 18,4 12,3 % Si ' 0,70 0,75 0,63 0,57 0,82 % Ti 0,14 0,14 0,13 0,013 — % P 0,044 0,025 0,025 0,023 0,042 % Cr 2,37 . — 3,15 2,55 0,40 1 Tablica 2 Stop nr 51 55 58 59 R Sciernice SiC 150 AXNXP 609 0,775 0,832 1 AXNXP 1800 0,776 0,722 0,867 0,944 1 AXNXP 3600 0,789 0,767 0,884 1,039 1 AXNXP 6000 0,800 0,837 1 Sciernice S:02 120 AXNXP 600 0,641 0,769 0,667 0,795 1 AXNXP 1800 0,864 0,856 0,768 0,880 1 1AXNXP | 3600 0,761 0,746 0,764 0,837 1 1 AXNXP 6000 0,696 0,707 0,696 0,828 1 Tablica 3 Stop nr 51 55 1 R AXNXP 0 292 270 220 AXNXP 6000 297 268 233 AXNXP 1800 321 286 245 AXNXP 3600 236 244 244 AXNXP 6000 288 272 265 Srednio 299 263 241 Tablica 4 Stop nr 51 R 7000 obr 0,861 1 24 000 ( obr 0,840 1 50 000 obr 0.835 1 Twardosc wedlug Vickerra RV 3 nie zuzyta powierzchn. 329 267 RV 3 zuzyta powierzchn. 591 535 Róznica 262 i 263 Tablica 5 Stop nr 51 55 ' 58 59 1 R Okragly kamien 25—40 7000 obr. 0,902 0,982 0,920 0,911 1 o granulacji mm 40000 obr. 0,827 0,896 0,837 0,856 1 Rozdrob. granit o granulacji 15—25 57000 obr. 0,814 0,898 0,612 0,846 1 mm 78000 obr. 0,806 0,901 0,800 0,830 1 Twardosc wedlug Vickerra RV 30 pow. zuz. 78000 obr. 648 643 614 622 6065 1I752B 6 ma odweglonych powierzchniach, powstaje nieko¬ rzystna struktura kruchego mertenzytu. Niedo¬ godnosci tej unika sie w stali wedlug wynalazku.Uzyskanie stali stopowej dla wytwarzania gru- bosciennych przekrojów, wymaga wprowadzenia do tego typu stali tytanu, jaiko czynnika zmniej¬ szajacego wielkosc krysztalów, w ilosci wagowo 0,1—0,5% tytanu w zaleznosci od przeznaczenia i grubosci wyrobu. Tytan zwieksza odpornosc stali stopowej na scieranie sie oraz na uderzenia o du¬ zej mocy, z uwagi na zmniejszenie ryzyka "po¬ wstawania pekniec. Dodatek stopowy tytanu eli¬ minuje lub zmniejsza strefe transkrystalizacji oraz tworzy drobnoziarnista strukture krysztalów rów- noosiowych, która powoduje powstawanie stosun¬ kowo plastycznej struktury odlewu.Dla przedstawienia odpornosci na scieranie no¬ wej stali stopowej w sposób bardziej szczególowy, -w (tablicach przedstawiono wyniki kdlku doswiad¬ czalnych testów.Tablica 5 Znormalizowane wartosci znamionowe zuzycia i twardosci otrzymane z pomiarów w obrotowym bebnie. Etap 2.Doswiadczenia z próbkami tego samego stopu przeprowadzono w obrotowym bebnie stosujac ja¬ ko mase scierna mieszanine rozdrobnionego gra¬ nitu o granulacji 5—25 mm oraz kule stalowe o srednicy 30 mm. Stosunek granitu do kul wynosil okolo 4:1. Wieksza masa kul stalowych powoduje wiekszy nacisk na powierzchnie badanych ksztal¬ tek.Tablica 6 Znormalizowane zuzycie znamionowe po 130 000 obrotach bebna.Stop nr Normalizowane zuzycie znamionowe Tablica 2 Znormalizowane wartosci znamionowe odpor¬ nosci na scieranie przy róznych poziomach sciera¬ nia (AXNXP), dla dzialania jedynie w formie tarcia. Znormalizowana wartosc zuzycia uzyskuje sie jako stosunek wielkosci zuzycia przy stosowa¬ niu próbki materialu wzorcowego i wielkosci zu¬ zycia materialu badanego, przy tym samym po¬ ziomie scierania.A — liczba obrotów N pomiedzy kazdym pomia¬ rem zuzycia N — liczba obrotów pomiedzy kazdorazowym za¬ jeciem identycznego polozenia przez papier scierny P — ladunek próbki Tablica 3 Znamionowa twardosc wedlug Vickersa, przy .róznych poziomach scierania w serii testowej sto¬ sowano sciernice SiC 150 dla próbek 51, 55 i R.Tablica przedstawia twardosc wedlug Viike RV3 (przy obciazeniu trzema kilogramami).W celu wyznaczenia wielkosci odpornosci nowe¬ go stopu na zuzycie pod wplywem polaczonych udarnosci i scierania, badania prowadzone sa w obrotowym bebnie, stosujac okragle kamienie w 1 etapie oraz polaczone dzialanie okraglych ka¬ mieni, zastapionych rozdrobnionym . granitem o granulacji 15—25 mm w etapie 2.Tablica 4 Znormalizowane wartosci znamionowe zuzycia i twardosci otrzymane z pomiarów w obrotowym bebnie. 51 0,715 55 - 0,855 58 0,725 59 0,830 Na podstawie przedstawionych wyników mozna zauwazyc, ze dodatek tytanu wyraznie polepsza M odpornosc na dzialanie tarcia, podczas gdy przy polaczonym dzialaniu tarcia i udarnosci, zmiana ta jest nieco mniej wyraznie zaznaczona, ale wy¬ starczajaco widoczna. Dodatek chromu wywiera bardzo korzystny efeJkt, przeciwdfciaiajacy napre¬ zeniom wywolanym dzialaniem tarcia i udarnosci.Z punktu widzenia jedynie odpornosci na sciera¬ nie dodatek chromu nie jest konieczny.Przedstawione wyniki pomiarów wskazuja, ze nowa, odporna na scieranie stal stopowa posiada zwiekszona o 25^-30% odpornosc na scieranie oraz na polaczone dzialanie cierne i udarowe, w porów¬ naniu ze znana stala Hadfielda Mn 12.Wyniki te zostaly równiez potwierdzone w wy¬ niku testów eksploajtacyjnych.Stal wedlug wynalazku moze byc produkowana metoda konwencjonalna, analogiczna do stali Had¬ fielda Mn 12. Dzieki antygrafityzujacemu wplywo¬ wi chromu, hartowanie musi byc 'prowadzone w temperaturze wyzszej niz zazwyczaj jest prowa¬ dzone dla stali Hadfielda Mn 12. 50 Zastrzezenie patentowe Stal austenityczna odporna na scieranie, a zwlaszcza odporna na polaczone dzialanie napre-, zen ciernych i udarowych, zawierajaca wagowo 55 16,0—23,0% manganu, 1,1^1,5% wegla, do 4% chro¬ mu, max. 2,0% krzemu, max 1,0% niklu, max 1,0% miedzi, max 0,1% fosforu, max. 0,1% siarki oraz tytan, reszta zelazo i nieuniknione zanieczyszcze¬ nia, znamienna tym, ze zawiera wagowo 0,1—0,5% 60 tytanu. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 PL