×
10.04.2015
216.013.39b6

Результат интеллектуальной деятельности: ИЗНОСОСТОЙКАЯ СТАЛЬ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕЕ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002546262
Дата охранного документа
10.04.2015
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии, а именно к сталям, применяемым для изготовления износостойких деталей. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, молибден, ванадий, кальций, алюминий, ниобий, титан, редкоземельные металлы (РЗМ), железо и неизбежные примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,25-0,60, кремний 0,10-1,50, марганец 0,20-1,30, хром 0,30-1,90, никель 0,70-2,0, медь не более 0,45, молибден 0,10-0,90, ванадий 0,001-0,40, кальций 0,0001-0,01, алюминий 0,005-0,1, ниобий 0,001-0,20, титан 0,001-0,20, РЗМ 0,0001-0,005, железо и неизбежные примеси остальное. Сталь дополнительно может содержать 0,0001-0,005% бора и имеет преимущественно бейнитно-мартенситную структуру. Обеспечиваются высокая прочность, пластичность и стойкость к высоким ударным нагрузкам, в том числе при температурах до 400°С. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сталям, применяемым для изготовления износостойких деталей.

Изделия, работающие в условиях высоких абразивно-ударных нагрузок, например молотки в шредерных установках, помимо высокой износостойкости должны обладать еще высокой прочностью, пластичностью и стойкостью к ударным нагрузкам. Указанные свойства изделий должны сохраняться и при высоких температурах (до 400°С).

Известна сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, молибден, никель, серу, фосфор и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит медь и алюминий при следующем соотношении компонентов в мас.%: углерод - 0,40-0,47; марганец - 0,50-0,80; кремний - 0,20-0,50; хром - 0,80-1,20; молибден - 0,20-0,30; никель - не более 0,50; сера - не более 0,025; фосфор - не более 0,025; медь - не более 0,40; алюминий - 0,02-0,04; железо - остальное [Патент RU 2160321, МПК С22С 38/44, 2000].

Недостатком данной стали является то, что она недостаточно износостойкая, прочная и пластичная при высоких температурах (до 400°С).

Известна сталь износостойкая, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,30-0,35, кремний 0,30-0,50, марганец 0,80-1,20, хром 0,95-1,40, молибден 0,20-0,30, никель 0,80-1,10, медь не более 0,30, ванадий 0,10-0,15, кальций 0,005-0,01, церий 0,005-0,01, алюминий 0,03-0,06, железо - остальное [Патент RU 2303077, МПК С22С 38/46, 2007].

Недостатком данной стали является то, что она недостаточно износостойкая, прочная и пластичная при высоких температурах (до 400°С).

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является износостойкая сталь, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,35-0,8, кремний 0,0-2,0, марганец 0,0-2,5, хром 0,0-5,0, никель 0,0-5,0, медь 0,0-1,5, молибден 0,0-0,5, ванадий + ниобий/2 ≤0,5, кальций ≤0,1, алюминий 0,0-2,0, титан 0,0-2,0, железо и неизбежные примеси, в том числе азот - остальное [Патент RU 2327802, МПК С22С 38/54, 2008].

Недостатком данной стали также является то, что она недостаточно износостойкая, прочная и пластичная при высоких температурах (до 400°С).

Технический результат изобретения - расширение потребительских свойств и технологического использования износостойкой стали и изделий, выполненных из нее, обладающих высокой прочностью, пластичностью, стойкостью к высоким ударным нагрузкам и сохраняющим свои свойства при температурах до 400°С.

Указанный технический результат достигается тем, что износостойкая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, молибден, ванадий, кальций, алюминий, ниобий, титан, железо и неизбежные примеси, согласно изобретению дополнительно содержит редкоземельные металлы (РЗМ) при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,25-0,60, кремний 0,10-1,50, марганец 0,20-1,30, хром 0,30-1,90, никель 0,70-2,0, медь не более 0,45, молибден 0,10-0,90, ванадий 0,001-0,40, кальций 0,0001-0,01, алюминий 0,005-0,1, ниобий 0,001-0,20, титан 0,001-0,20, РЗМ 0,0001-0,005, железо и неизбежные примеси остальное. Сталь дополнительно может содержать 0,0001-0,005% бора и имеет преимущественно бейнитно-мартенситную структуру.

Технический результат достигается также тем, что изделие изготавливают из стали указанного состава.

Сущность изобретения заключается в следующем.

При содержании углерода менее 0,25% сталь имеет недостаточную твердость и не обладает достаточной износостойкостью. При содержании углерода более 0,60% снижается пластичность стали и ее стойкость к ударным нагрузкам.

При содержании кремния менее 0,10% сталь является недостаточно раскисленной, что приводит к ее охрупчиванию. При содержании кремния более 1,50% снижается прокаливаемость, пластичность и стойкость стали к ударным нагрузкам.

При содержании марганца менее 0,20% сталь является недостаточно раскисленной, что приводит к ее охрупчиванию. При содержании марганца более 1,30% снижается пластичность стали и ее стойкость к ударным нагрузкам.

При содержании хрома менее 0,30% сталь имеет недостаточную твердость и не обладает достаточной износостойкостью. При содержании хрома более 1,90% снижается пластичность стали и ее стойкость к ударным нагрузкам.

При содержании никеля менее 0,70% снижается прочность стали и ее стойкость к ударным нагрузкам. Содержание никеля более 2,0% приводит к чрезмерному удорожанию стали.

Медь в количестве не более 0,45% обеспечивает повышение коррозионной стойкости стали во влажной атмосфере. При содержании меди свыше 0,45% снижается пластичность стали и ее стойкость к ударным нагрузкам.

При содержании молибдена менее 0,10% сталь не обладает достаточной прокаливаемостью, имеет недостаточную твердость и пониженную износостойкость. При содержании молибдена более 0,90% снижается пластичность стали и ее стойкость к ударным нагрузкам. При содержании ванадия менее 0,001% сталь имеет не достаточную твердость, не обладает достаточной износостойкостью, а также становится чувствительной к перегреву (ухудшаются механические свойства при нагреве в результате рекристаллизации). При содержании ванадия более 0,40% снижается пластичность стали и ее стойкость к ударным нагрузкам.

Кальций очищает межзеренные границы от нежелательных примесей, благодаря чему достигается одновременное повышение ударной вязкости при отрицательных температурах и коррозионной стойкости стали. При снижении содержания кальция менее 0,0001% его положительное влияние проявляется незначительно. Увеличение содержания кальция сверх 0,010% ведет к увеличению количества неметаллических включений, что отрицательно сказывается на механических свойствах стали.

При содержании алюминия менее 0,005% сталь является недостаточно раскисленной, что приводит к ее охрупчиванию. При содержании алюминия более 0,10% увеличивается количество неметаллических включений в стали, что ведет к снижению ее пластичности и стойкости к ударным нагрузкам.

При содержании ниобия менее 0,001% сталь имеет недостаточную твердость, не обладает достаточной износостойкостью, а также становится чувствительной к перегреву. При содержании ниобия более 0,20% повышается склонность стали к охрупчиванию.

При содержании титана менее 0,001% сталь является недостаточно раскисленной, снижается ее прочность, а также повышается ее чувствительность к перегреву. Повышение содержания титана более 0,20% приводит к снижению вязкостных свойств стали.

Редкоземельные металлы (РЗМ) обладают эффективной раскислительной и десульфурирующей способностью, улучшают качество стали. При содержании РЗМ менее 0,0001% их влияние незначительно. Увеличение содержания РЗМ более 0,005% не приводит к дальнейшему улучшению механических свойств стали.

Бор измельчает микроструктуру стали и повышает ее прокаливаемость. При содержании бора менее 0,0001% его влияние незначительно. Увеличение содержания бора более 0,005% приводит к снижению ударной вязкости стали.

Преимущественно бейнитно-мартенситная структура обеспечивает наилучшее сочетание износостойкости стали и ее стойкости к ударным нагрузкам.

Изобретение поясняется результатами экспериментов.

В таблице 1 приведены химические составы сталей с различным содержанием легирующих элементов и примесей. В таблице 2 представлены контролируемые параметры сталей.

Примеры 1-6 с соблюдением предложенных параметров. Примеры 7-9 с не соблюдением некоторых параметров, пример 10 по прототипу. Как следует из таблицы 2, при соблюдении заявляемых параметров (примеры 1-6), стали обладают высокой прочностью, относительным удлинением, ударной вязкостью, твердостью и при этом, изделия (молотки шредера), выполненные из данных сталей, сохраняют свои свойства при высоких температурах (до 400°С), что подтверждается их большей стойкостью (большим количеством переработанного стального лома).

Таким образом, предложенная износостойкая сталь характеризуется расширенным диапазоном потребительских свойств. При сохранении износостойкости она обладает высокой прочностью, пластичностью, стойкостью к высоким ударным нагрузкам и сохраняет свои свойства при температурах до 400°С.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 41-50 of 136 items.
20.04.2016
№216.015.36d1

Способ правки толстолистового проката

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству листового проката на реверсивном толстолистовом стане, и может быть использовано для обеспечения плоскостности толстолистового проката низколегированных штрипсовых сталей. Правку осуществляют с максимальным изгибом на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581697
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.04.2016
№216.015.36d4

Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали

Изобретение относится к области металлургии. Для получения проката толщиной до 21,0 мм класса прочности с гарантированным пределом прочности от 510 до 550 МПа для объектов ответственного назначения с повышенными показателями по коррозионной стойкости в водородных и сероводородных средах,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581696
Дата охранного документа: 20.04.2016
10.05.2016
№216.015.3a53

Способ выплавки стали в конвертере

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству стали в кислородных конвертерах. Способ включает загрузку в конвертер шихты, содержащей жидкий чугун и лом, продувку металла кислородом через фурму, изменение интенсивности подачи кислорода по ходу продувки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583216
Дата охранного документа: 10.05.2016
10.05.2016
№216.015.3bf4

Способ производства горячекатаных листов для строительных стальных конструкций (варианты)

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к производству горячекатаных листов для строительства металлических конструкций со сварными и другими соединениями. Cпособ производства горячекатаных листов для строительных стальных конструкций включает получение заготовки из стали, мас. %:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583536
Дата охранного документа: 10.05.2016
27.05.2016
№216.015.41e4

Способ профилирования опорных валков стана кварто

Изобретение относится к прокатному производству на толстолистовых и широкополосных станах. Способ включает профилирование опорных валков в виде нескольких кривых, одна из которых расположена в средней части бочки симметрично относительно ее середины, а остальные - по краям бочки. Снижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585594
Дата охранного документа: 27.05.2016
10.06.2016
№216.015.4488

Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали с гарантией свойств в направлении толщины

Изобретение относится к производству толстых листов из кремнемарганцовистой стали на реверсивных станах. Для обеспечения относительного сужения при испытании на растяжение в направлении толщины не менее 35% для изготовления сварных металлоконструкций используют непрерывнолитую заготовку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586955
Дата охранного документа: 10.06.2016
10.06.2016
№216.015.4664

Способ производства стали

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к регулированию химического состава стали для получения непрерывнолитой заготовки с ограничением относительного сужения. В способе осуществляют выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в стальковш, ввод в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586963
Дата охранного документа: 10.06.2016
13.01.2017
№217.015.684e

Способ производства горячекатаного листового проката из низколегированной стали

Изобретение относится к области металлургии, а именно к низколегированным сталям повышенной теплоустойчивости, применяемым при производстве плавниковых труб, предназначенных для паровых котлов, труб пароперегревателей, трубопроводов и коллекторных установок высокого давления, деталей цилиндров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591922
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.6b39

Способ производства холоднокатаного проката для упаковочной ленты

Изобретение относится к технологии производства холоднокатаного проката, предназначенного для изготовления упаковочной ленты. Повышение механических свойств, их стабильности и однородности по длине полосы обеспечивается за счет того, что способ включает горячую прокатку полосы из стали, имеющей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592609
Дата охранного документа: 27.07.2016
13.01.2017
№217.015.70cb

Способ холодной прокатки полос

Изобретение относится к технологии дрессировки отожженных стальных полос на одноклетевом дрессировочном стане с использованием моталки и разматывателя. Способ включает прокатку с относительными обжатиями 0,5-2% с приложением заднего и переднего натяжений. Снижение энергозатрат обеспечивается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596566
Дата охранного документа: 10.09.2016
Showing 41-50 of 106 items.
20.04.2016
№216.015.36d1

Способ правки толстолистового проката

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству листового проката на реверсивном толстолистовом стане, и может быть использовано для обеспечения плоскостности толстолистового проката низколегированных штрипсовых сталей. Правку осуществляют с максимальным изгибом на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581697
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.04.2016
№216.015.36d4

Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали

Изобретение относится к области металлургии. Для получения проката толщиной до 21,0 мм класса прочности с гарантированным пределом прочности от 510 до 550 МПа для объектов ответственного назначения с повышенными показателями по коррозионной стойкости в водородных и сероводородных средах,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581696
Дата охранного документа: 20.04.2016
10.05.2016
№216.015.3a53

Способ выплавки стали в конвертере

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству стали в кислородных конвертерах. Способ включает загрузку в конвертер шихты, содержащей жидкий чугун и лом, продувку металла кислородом через фурму, изменение интенсивности подачи кислорода по ходу продувки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583216
Дата охранного документа: 10.05.2016
10.05.2016
№216.015.3bf4

Способ производства горячекатаных листов для строительных стальных конструкций (варианты)

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к производству горячекатаных листов для строительства металлических конструкций со сварными и другими соединениями. Cпособ производства горячекатаных листов для строительных стальных конструкций включает получение заготовки из стали, мас. %:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583536
Дата охранного документа: 10.05.2016
27.05.2016
№216.015.41e4

Способ профилирования опорных валков стана кварто

Изобретение относится к прокатному производству на толстолистовых и широкополосных станах. Способ включает профилирование опорных валков в виде нескольких кривых, одна из которых расположена в средней части бочки симметрично относительно ее середины, а остальные - по краям бочки. Снижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585594
Дата охранного документа: 27.05.2016
10.06.2016
№216.015.4488

Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали с гарантией свойств в направлении толщины

Изобретение относится к производству толстых листов из кремнемарганцовистой стали на реверсивных станах. Для обеспечения относительного сужения при испытании на растяжение в направлении толщины не менее 35% для изготовления сварных металлоконструкций используют непрерывнолитую заготовку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586955
Дата охранного документа: 10.06.2016
10.06.2016
№216.015.4664

Способ производства стали

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к регулированию химического состава стали для получения непрерывнолитой заготовки с ограничением относительного сужения. В способе осуществляют выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в стальковш, ввод в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586963
Дата охранного документа: 10.06.2016
13.01.2017
№217.015.684e

Способ производства горячекатаного листового проката из низколегированной стали

Изобретение относится к области металлургии, а именно к низколегированным сталям повышенной теплоустойчивости, применяемым при производстве плавниковых труб, предназначенных для паровых котлов, труб пароперегревателей, трубопроводов и коллекторных установок высокого давления, деталей цилиндров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591922
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.6b39

Способ производства холоднокатаного проката для упаковочной ленты

Изобретение относится к технологии производства холоднокатаного проката, предназначенного для изготовления упаковочной ленты. Повышение механических свойств, их стабильности и однородности по длине полосы обеспечивается за счет того, что способ включает горячую прокатку полосы из стали, имеющей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592609
Дата охранного документа: 27.07.2016
13.01.2017
№217.015.70cb

Способ холодной прокатки полос

Изобретение относится к технологии дрессировки отожженных стальных полос на одноклетевом дрессировочном стане с использованием моталки и разматывателя. Способ включает прокатку с относительными обжатиями 0,5-2% с приложением заднего и переднего натяжений. Снижение энергозатрат обеспечивается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596566
Дата охранного документа: 10.09.2016
+ добавить свой РИД