Результат интеллектуальной деятельности: ДОЛОТНАЯ СТАЛЬ

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали с повышенными прочностными качествами для производства буровых шарошечных долот.

Известна марка стали 15Н3МА для производства буровых шарошечных долот с ударной вязкостью 107,8 Дж/см², относительным сужением 55%, пределом текучести 686 Н/мм², временным сопротивлением 784 Н/мм², содержащая, масс, %, max:

углерод - 0,11-0,16;

марганец - 0,40-0,80;

кремний - 0,20-0,35;

никель - 3,0-3,5;

хром - 1,05-1,55;

молибден - 0,10-0,15;

сера - не более 0,02;

фосфор - не более 0,02;

медь - не более 0,03;

железо и примеси - остальное.

Недостатками данной марки стали являются низкие значения временного сопротивления и предела текучести относительно предлагаемой марки стали, что приводит к увеличению вероятности пластической деформации и разрушению стали. Также, недостатком является относительно высокая себестоимость данной марки стали за счет высокого содержания в составе никеля (физико-механические свойства по ТУ 3-850-80).

Известна марка стали 19ХГНМА для производства буровых шарошечных долот с ударной вязкостью 78,4 Дж/см², относительным сужением 45%, пределом текучести 735 Н/мм², временным сопротивлением 833 Н/мм², содержащая, масс, %, max:

углерод - 0,18-0,22;

марганец - 0,70-0,90;

кремний - 0,20-0,35;

никель - 0,45-0,65;

хром - 0,45-0,65;

молибден - 0,20-0,30;

сера - не более 0,015;

фосфор - не более 0,025;

медь - не более 0,25;

железо и примеси - остальное.

Основным недостатком данной марки стали является низкое содержание в ее составе легирующего элемента - никеля, который способствует стабилизации аустенита, в результате чего значительно снижается сопротивляемость микроударному разрушению. Другим недостатком является низкое значение величины относительного сужения, из-за чего возрастает вероятность хрупкого разрушения стали (физико-механические свойства по ТУ 3-850-80).

Эта марка стали наиболее близка к предлагаемой марке стали по физико-механическим свойствам, составу и назначению и взята за прототип.

Техническая проблема заключается в создании марки стали для изготовления буровых шарошечных долот со сбалансированными физико-механическими свойствами.

Указанная техническая проблема решается тем, что предлагаемая долотная сталь имеет ударную вязкость - 98 Дж/см², относительное сужение - 50%, предел текучести 735 Н/мм², временное сопротивление - 833 Н/мм² и компоненты в следующем соотношении, масс, %, max:

углерод - 0,16-0,21;

марганец - 0,70-0,90;

кремний - 0,20-0,35;

никель - 2,70-2,90;

хром - 0,40-0,60;

молибден - 0,20-0,30;

сера - не более 0,015;

фосфор - не более 0,025;

медь - не более 0,025;

железо и примеси - остальное.

При указанном сбалансированном химическом составе достигаются оптимальные физико-механические свойства, такие как увеличенный показатель пластичности, повышенный показатель работы удара, хорошая свариваемость, экономическая целесообразность в применении ввиду использования меньшего количества дефицитных легирующих элементов.

Максимальный технологический и экономический эффект достигается при использовании предлагаемой долотной стали при производстве поковок лап буровых шарошечных долот в габаритах до 222,3 мм, а также при производстве шарошек буровых шарошечных долот с фрезерованным зубом в габаритах от 222,3 мм и выше.