Химический состав аустенитных марганцевых сталей :: Литейные технологии

    

 
Разделы сайта
Статьи
Информация

Химический состав аустенитных марганцевых сталей

Таблица 3

Химический состав аустенитных марганцевых сталей [10]

С повышением количества карбидов и их размеров, особенно по границам зерен и вдоль кристаллографических плоскостей, пластические свойства и ударная вязкость стали резко понижаются, а предел прочности, предел текучести и твердость незначительно возрастают.

В связи с повышением твердости повышается стойкость стали против абразивного износа, а в связи с понижением пластичности повышается склонность ее к горячим трещинам. Для относительно толстостенных деталей, работающих при высоких ударных нагрузках, наиболее целесообразно иметь содержание углерода в стали в пределах 0,9—1,2% и несколько повышать его в тех случаях, когда ударная нагрузка на деталь незначительна.

Кремний вытесняет углерод из твердого раствора и вызывает появление крупных карбидов по границам и внутри зерен аустенита. Он оказывает такое же, как и углерод, влияние на структуру и свойства стали, но значительно слабее. При содержании кремния более 1,0% его отрицательное действие на пластические свойства стали резко усиливается. Содержание кремния в стали 110Г13Л по ГОСТам СССР находится в пределах 0,3—1,0%. Наиболее целесообразно иметь его содержание ближе к нижнему пределу.

Содержание марганца в пределах, указанных ГОСТом, не оказывает влияния на структуру и несколько повышает механические свойства стали. Для того чтобы получить аустенитную структуру стали с содержанием 1,2% С, достаточно 6% Мп. В последнее время, с целью экономии марганца, появилась тенденция к снижению его содержания. Однако это приводит к резкому снижению прочностных и особенно пластических свойств стали (табл. 4).

Таблица 4 Влияние марганца на механические свойства стали

Для деталей, работающих в условиях ударной нагрузки снижение содержания марганца не может быть рекомендовано а для деталей не испытывающих ударной нагрузки назначение стали с таким содержанием марганца далеко не всегда рационально.

На основании изложенного нужно считать наиболее целесообразным содержание марганца в стали предусмотренное ГОСТами.

Содержание фосфора более 0,05% понижает прочностные и пластические свойства стали и, следовательно способствует возникновению трещин. Содержание фосфора в стали рекомендуется иметь не более 0,06—0,07%. Сера в стали 110Г13Л находится в небольшом количестве. Включения сернистого марганца по форме приближаются к сфероидальной и заметного влияния на свойства стали не оказывают. Содержание этого элемента должно быть возможно меньшим.

Хром стабилизирует аустенит и способствует насыщению стали азотом. С повышением содержания хрома выделяются карбиды по границам и внутри зерен, пластичность и вязкость стали понижаются, а склонность к трещинам возрастает. Предел текучести твердость и стойкость стали против абразивного износа возрастают.

Опытным путем установлено что для деталей не испытывающих больших ударных нагрузок, содержание в стали хрома в количестве 0,7—1,2% значительно повышает стойкость детали против абразивного износа. Так на Пльзенских заводах Чехословакии для определенной группы отливок в сталь 110Г13Л вводят 0,8—1,1% Сг.

Никель делает аустенит более устойчивым. Он так же, как и кремний, но значительно слабее, вытесняет из раствора углерод и этим способствует понижению ударной вязкости стали при комнатной температуре. Заметного влияния на механические свойства никель не оказывает.

Ванадий измельчает зерно и карбиды, понижает пластичность, повышает прочностные свойства, твердость и износоустойчивость стали. В производственных условиях ванадий обычно не применяется.

Титан измельчает зерно, предотвращает образование столбчатой кристаллизации, повышает механические свойства, твердость и износостойкость стали. Производственных данных о повышении стойкости стали с введением титана недостаточно. Он еще не нашел практического применения.

Содержание 1,5—2% молибдена способствует .образованию карбидов глобулярной формы в междендритных пространствах и уменьшает развитие карбидных оболочек по границам зерен. Молибден связывает углерод, поэтому при содержании его до 2% представляется возможным повысить содержание в стали углерода до 1,5% и этим повысить износостойкость. Для получения карбидов нужной формы рекомендуют применять сложную термическую обработку стали: закалка от температуры 1030—1093°С, отжиг при 593°С для превращения аустенита в перлит с дисперсными сфероидизированными карбидами и снова закалка от температуры 870—1035 °С. Такая сталь имеет высокие прочностные и пластические свойства. Стойкость ее в условиях брони дробилок оказалась на 40% выше, чем у обычной стали 110Г13Л.

Сталь с содержанием 1 % Мо рекомендуется применять при содержании 6% Мп (сталь 6—1). Химический состав такой стали в %: 1,25—1,4 С; 5,5—7,0 Мп; 0,4—0,7 Si; 0,8—1,2 Мо; 0,05 Р. Лучшая износостойкость стали достигается применением обычной закалки в воде. Данная сталь рекомендуется для работы в условиях, не требующих высокой пластичности. Стойкость ее на футеровках шаровых мельниц и на черпаках в 1,5—2 раза выше, чем обычной стали 110Г13Л [11].

Цирконий понижает ударную вязкость и повышает износостойкость стали. Бор стабилизирует аустенит, повышает плотность стали, измельчает зерно (при небольших добавках), понижает пластичность и вязкость стали и повышает ее износостойкость. Церий повышает жидкотекучесть, механические свойства и трещиноустойчивость стали. Азот действует аналогично углероду, он несколько повышает прочность стали, понижает ее пластичность и вязкость. В сочетании с хромом азот повышает износостойкость стали.

При содержании меди до 2,75% незначительно повышаются механические свойства стали, а при 5% меди они понижаются.

Микроструктура. Относительно микроструктуры стали 110Г13Л существует в основном одно мнение. Она должна быть полностью аустенитная. зерна аустенита должны быть мелкими, а границы зерен тонкими. Карбиды в стали не допускаются. Но практически эти требования не всегда выдерживаются. Проверка структуры образцов поставки разных заводов показывает, что в толстых сечениях детали имеют место карбиды.

Влияние конструкции детали на стойкость против износа. По мнению специалистов горного дела, стойкость футеровок шаровых мельниц определяется не столько материалом футеровки, сколько ее конструкцией. Так, Д. К. Крюков рассмотрел ряд различных конструкций и показал, что износ определяется характером перемещения размалываемого материала относительно футеровки и что при определенном угле встречи материала с футеровкой можно достичь наиболее высокой стойкости при прочих равных условиях.

Влиянию конструкции и толщины стенки футеровок на их стойкость придают большое значение и другие исследователи [14], которыми были проведены опыты по применению толстостенных и тонкостенных футеровок, а также футеровок одноволновой, каскадной и других конструкций при прямом и противоположном вращении барабана и установлены определенные зависимости стойкости футеровок от их конструкции.

Свойства стали 110Г13Л. Сталь 110Г13Л, обработанная на аусте - нитную структуру, имеет следующие механические свойства [8]:

= 80-^100 кГ/мм2-, вт =25-^40 кГ/мм2; 6 = 40-г55%; ф = 35-г-т-45%; ан = 20ч-30 кГм/см2 (по Менаже).

При максимально возможном наклепе твердость ИВ на наклепанной поверхности достигает 600 [8]. Теплопроводность этой

стали меньше, чем углеродистой, в 3 раза и составляет при 0°С — 0,031 ккал/см • сек- град, а при 1000 °С — 0,061 ккал/см*сек • град. Удельный вес стали с содержанием 12%, Мп равен 7,98 Г/см3. Теплоемкость при комнатной температуре составляет 0,145 кал/град, а при 1200 °С — 0,20 кал/град. Жидкотекучесть при температуре 1450°С составляет 500 мм по спирали. Температура плавления по разным источникам находится в пределах 1350—1400 °С. Линейная усадка стали по опыту работы заводов принимается равной 2,5—3,0%.


Комментарии: 0

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр справа: код подтверждения

Главная » Статьи » Отливки из стали 110Г13Л » Химический состав аустенитных марганцевых сталей
Порекомендовать
Добавить в закладки