×
10.02.2015
216.013.2254

Результат интеллектуальной деятельности: СТАЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОВАНЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области металлургии, а именно к инструментальным сталям, используемым для изготовления кованых прокатных валков для горячей прокатки металла, например, профилей и труб. Сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод (С) 1,2-1,4, кремний (Si) 0,2-0,5, марганец (Mn) 0,5-0,8, хром (Cr) 1,4-1,7, никель (Ni) 0,6-0,9, молибден (Mo) 0,1-0,3, ванадий (V) и ниобий (Nb), исходя из выражения: V+Nb=C/12, железо остальное. Среднее содержание ванадия в 2-2,5 раза больше, чем содержание ниобия. Изготавливаемые кованые прокатные валки имеют высокую прочность и износостойкость за счет образования оптимального количества карбидов и создания мелкозернистой структуры, что способствует повышению эксплуатационных свойств валков. 1 табл.
Основные результаты: Сталь для изготовления кованых прокатных валков, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, ниобий и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит никель и молибден при следующем содержании элементов, мас.%: а для ванадия и ниобия определено суммарное среднее содержание по выражению (V+Nb)=C/12, где V, Nb и C - соответственно среднее содержание ванадия, ниобия и углерода в мас.%, при этом среднее содержание ванадия в 2-2,5 раза больше, чем ниобия.

Изобретение относится к металлургии, в частности к инструментальным сталям, используемым для изготовления кованых прокатных валков для горячей прокатки металла, например профилей и труб.

Известна сталь 150ХНМ (ГОСТ 10207-70 и ГОСТ 9487-83), используемая в основном для изготовления литых прокатных валков, имеющая химический состав, мас.%:

углерод 1,4…1,6
кремний 0,25…0,5
марганец 0,5…0,8
хром 0,9…1,25
никель 0,8…1,25
молибден 0,1…0,3
железо остальное

Недостатком этой стали является пониженная пластичность при температурах горячей обработки давлением вследствие высокого содержания углерода, что затрудняет ее ковку. Кроме того, эта сталь вследствие невысокого содержания карбидообразующих элементов (хрома и молибдена) имеет в структуре незначительное количество карбидов, не превышающее 4%, что приводит к интенсивному износу и к выкрашиванию отдельных участков валка, а в итоге к преждевременному выходу его из строя в процессе эксплуатации (пат. РФ 2138577, опубл. 27.09.1999).

Недостатком использования стали 150ХНМ для изготовления валков является также ее сложный и длительный режим термической обработки, состоящий из предварительного тройного отжига и окончательной термической обработки по режиму двойной нормализации с высоким отпуском.

Известна также сталь подобного состава (патент Японии 2-8011, опубл. 22.02.1990) с повышенным содержанием кремния и марганца (до 1,5%), однако это приводит к удорожанию стали, хотя и повышает ее твердость за счет большего содержания карбидов марганца.

В качестве прототипа принята сталь (а.с. СССР 1076485, БИ №8, 1984), содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, ниобий, железо (остальное) в следующих концентрациях, мас.%:

углерод 1,0…1,25
кремний 0,2…0,5
марганец 0,4…0,85
хром 1,4…1,7
ванадий 0,1…0,25
ниобий 0,025…0,05

Достоинством прототипа по сравнению с аналогами является более низкое содержание углерода, что повышает его ковкость, а также наличие в составе ванадия и ниобия, которые способствуют измельчению зерна и повышению пластичности стали в процессе ковки. Повышенное содержание хрома (1,4…1,7%) обусловливает увеличение содержания карбидов в структуре стали и повышение ее износостойкости.

Недостатки прототипа заключаются в том, что он имеет низкую прокаливаемость в процессе термической обработки вследствие отсутствия в составе никеля и молибдена, а также содержание ниобия и ванадия не связано с содержанием углерода, так как ниобий и ванадий являются сильными карбидообразующими элементами и могут вызвать избыточное образование карбидов при термообработке и хрупкость стали.

Техническая задача предлагаемого изобретения - получение кованых прокатных валков высокой прочности и износостойкости за счет образования оптимального количества карбидов и создания мелкозернистой структуры.

Указанная задача решается тем, что сталь для изготовления кованых прокатных валков, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, ниобий, железо, дополнительно содержит никель и молибден при следующей концентрации элементов, мас.%:

углерод 1,2…1,4
кремний 0,2…0,5
марганец 0,5…0,8
хром 1,4…1,7
никель 0,6…0,9
молибден 0,1…0,3
железо остальное

а суммарное среднее содержание ванадия и ниобия определяют по формуле (V+Nb)=C/12, где V, Nb и C - соответственно среднее содержание ванадия, ниобия и углерода в %, при этом среднее содержание ванадия в 2-2,5 раза больше, чем ниобия.

Сущность изобретения заключается в том, что установлены рациональные соотношения между содержанием карбидообразующих элементов ванадия и ниобия, сдерживающими рост зерна, и содержанием углерода, который также образует карбиды хрома и молибдена, для получения мелкозернистой и достаточно твердой износостойкой структуры стали и повышения эксплуатационных свойств валков.

Рациональное содержание легирующих элементов определили следующим образом. В лабораторных условиях провели 3 опытных плавки стали с химическим составом согласно таблице. После отливки слитков и вырезки образцов испытали механические свойства стали для оценки ее пригодности к ковке по пластичности, которая оценивалось по относительному удлинению образцов.

Химический состав опытных плавок (%) и механические свойства стали
C Si Mn Cr Ni Mo Nb V σв, мПа δ, % НВ, мПа
1 1,22 0,47 0,59 1,52 0,76 0,22 0,047 0,098 834 19,4 246
2 1,37 0,35 0,65 1,63 0,83 0,26 0,035 0,080 873 23,0 236
3 1,32 0,35 0,72 1,44 0,72 0,30 0,029 0,052 862 20,1 248
Примечание. В таблице приняты следующие обозначения: σв - временное сопротивление; δ - относительное удлинение; НВ - твердость по Бринеллю.

Из таблицы видно, что максимальную пластичность имеет сталь плавки №2 (δ=23%) с соотношением содержания C/(V+Nb)=1,377(0,080+0,035)=11,92≈12. В остальных плавках эти соотношения равны:

Плавка №1: C/(V+Nb)=1,227(0,098+0,047)=8,4.

Плавка №3: C/(V+Nb)=1,327(0,052+0,029)=16,3.

Соотношение содержаний V/Nb=2…2,5 выбрано из соображений, во-первых, большей дефицитности и стоимости ниобия (его содержание в земной коре 10-4% против 0,005% содержания ванадия). Во-вторых, ниобий - более тугоплавкий металл (температура его плавления 2460°C), чем ванадий (1919°C), поэтому ниобий образует более твердые и тяжелые карбиды, которые трудно деформируются при ковке, следовательно, их должно быть меньше, чем карбидов ванадия. Также данные таблицы показывают, что во всех случаях соотношение концентраций V/Nb находилось в диапазоне 2…2,5, что обеспечивает повышение пластических свойств без потери прочностных свойств и твердости.

В качестве примера определим химический состав предлагаемой стали. По предложенной формуле рассчитаем суммарное содержание ванадия и ниобия для максимального и минимального содержания углерода (1,2…1,4%):

(V+Nb)макс=Cмакс/12=1,4/12=0,12%;

(V+Nb)мин=Cмин/12=1,2/12=0,10%.

Содержание ванадия (V) установим в 2 раза больше, чем ниобия (Nb).

Определим содержание ниобия. По условию содержание ванадия V=2Nb, тогда их суммарное содержание (V+Nb)=3Nb, и Nb=(V+Nb)/3.

Определим максимальное и минимальное содержание ниобия:

Nbмакс=0,12/3=0,04; Nbмин=0,10/3=0,033%.

Содержание ванадия в 2 раза больше:

Vмакс=0,08; Vмин=0,067%.

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение кованых прокатных валков высокой прочности и износостойкости за счет наличия в структуре достаточно высокого содержания карбидов и создания мелкозернистой структуры, что достигается рациональным соотношением легирующих элементов.

Сталь для изготовления кованых прокатных валков, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, ниобий и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит никель и молибден при следующем содержании элементов, мас.%: а для ванадия и ниобия определено суммарное среднее содержание по выражению (V+Nb)=C/12, где V, Nb и C - соответственно среднее содержание ванадия, ниобия и углерода в мас.%, при этом среднее содержание ванадия в 2-2,5 раза больше, чем ниобия.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 51-60 из 119.
20.04.2015
№216.013.43da

Способ изготовления материала для получения магнитного клина

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано для получения магнитодиэлектрического материала в виде листов или плит для изготовления магнитного клина электрических машин. Осуществляют смешивание ферромагнитного компонента, эпоксидной смолы и отвердителя,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548868
Дата охранного документа: 20.04.2015
10.06.2015
№216.013.524b

Способ получения пленок твердых растворов замещения pbsnse методом ионного обмена

Пленки твердых растворов замещения PbSnSe - востребованный материал полупроводниковой оптоэлектроники и лазерной техники среднего и дальнего инфракрасного диапазона. Однако достигнутое на сегодня содержание олова в составе гидрохимически синтезируемых пленок PbSnSe не обеспечивает в полной мере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552588
Дата охранного документа: 10.06.2015
27.08.2015
№216.013.742a

Способ и устройство определения поверхностного натяжения и/или плотности металлических расплавов

Изобретение относится к технической физике, а именно к определению физико-химических параметров металлических расплавов методом геометрии контура «большой лежащей капли», т.е. путем измерения плотности и поверхностного натяжения неподвижно лежащей на подложке эллипсовидной капли образца...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561313
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.7528

Способ термической обработки крупногабаритных изделий из высокопрочного титанового сплава

Настоящее изобретение относится к областям металлургии, а именно к способам термической обработки высоколегированных псевдо-β титановых сплавов. Способ термической обработки крупногабаритных изделий из высокопрочного титанового сплава, содержащего, мас.%: 4,0…6,3 алюминия, 4,5…5,9 ванадия,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561567
Дата охранного документа: 27.08.2015
10.09.2015
№216.013.75fa

Контактный теплоутилизатор с каплеуловителем

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в установках для нагрева воды уходящими дымовыми газами котельных или тепловых агрегатов. Контактный теплоутилизатор с каплеуловителем содержит контактную насадку с оросителем, по высоте которой монтирован каплеуловитель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561791
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.10.2015
№216.013.8220

Способ двухтактного аналого-цифрового преобразования интегрирующего типа и устройство для его осуществления

Изобретение относится к измерительной технике. Технический результат - уменьшение относительной погрешности аналого-цифрового преобразования с двухтактным интегрированием. Способ двухтактного аналого-цифрового преобразования интегрирующего типа основан на измерении искомого временного интервала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564909
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.11.2015
№216.013.8b3f

Способ получения невзрывного разрушающего средства агломерационным обжигом

Изобретение относится к технологиям получения невзрывных разрушающих средств (НРС) на основе известняка, которые применяются для разработки природного камня и щадящего разрушения строительных конструкций и объектов, выводимых из эксплуатации. Невзрывное разрушающее средство получают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567254
Дата охранного документа: 10.11.2015
20.11.2015
№216.013.8fe8

Способ получения имплантированного ионами цинка кварцевого стекла

Изобретение относится к способу получения имплантированного ионами цинка кварцевого стекла из диоксида кремния с поверхностным слоем, содержащим нанокластеры цинка. Способ может быть использован при создании компонентов микро-(нано-) и оптоэлектронных устройств. Проводят имплантацию ионов цинка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568456
Дата охранного документа: 20.11.2015
27.11.2015
№216.013.93ea

Когерентный супергетеродинный спектрометр электронного парамагнитного резонанса

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при изготовлении спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Когерентный супергетеродинный спектрометр электронного парамагнитного резонанса содержит устройство суммирования напряжений, генератор модуляции,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569485
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.12.2015
№216.013.95a9

Способ измерения относительной теплопроводности при внешнем воздействии

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано для определения относительной теплопроводности материалов. Плоский исследуемый образец известной толщины помещают между двумя алмазными наковальнями с теплопроводностью, существенно превышающей теплопроводность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569933
Дата охранного документа: 10.12.2015
Показаны записи 51-60 из 162.
10.02.2014
№216.012.9fcb

Инфракрасный световод с большим диаметром поля моды

Изобретение относится к инфракрасным световодам с большим диаметром поля моды. Световод включает сердцевину и оболочку, состоящую из стержней, расположенных в гексагональном порядке. Сердцевина диаметром 98-112 мкм выполнена из кристаллов на основе бромида серебра, содержащего твердый раствор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506615
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.02.2014
№216.012.a345

Способ изготовления модифицированного электрода для электрохимического анализа (варианты)

Использование: для контроля состава природных, сточных вод, биологических объектов, пищевых продуктов, диагностики заболеваний в химической, металлургической, пищевой промышленности, медицине, экологии. Сущность: способ изготовления модифицированного электрода включает синтез на поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507512
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.04.2014
№216.012.bb33

Способ измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения в термолюминесцентном детекторе на основе анионо-дефектного монокристалла оксида алюминия (варианты)

Изобретение относится к радиационной физике, а именно к способам измерения поглощенной дозы ионизирующего γ-излучения, или β-излучения, или импульсного потока электронов в термолюминесцентном детекторе на основе анионодефектного монокристалла оксида алюминия. Способ измерения поглощенной дозы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513651
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.05.2014
№216.012.c1b0

Термогравиметрическая установка

Термогравиметрическая установка предназначена для определения кислородной нестехиометрии в твердых оксидных материалах по изменению их массы в зависимости от температуры и парциального давления кислорода газовой атмосферы. Термогравиметрическая установка содержит измерительную систему,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515333
Дата охранного документа: 10.05.2014
27.05.2014
№216.012.cb24

Способ определения плотности металлических расплавов

Изобретение относится к технической физике, а именно к определению физико-химических параметров металлических расплавов путем измерения плотности и поверхностного натяжения неподвижно лежащей на подложке эллипсовидной капли образца расплава посредством фотоэлектронной объемометрии. Образец...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517770
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.05.2014
№216.012.cb27

Способ определения поглощенной дозы ионизирующего ультрафиолетового или бета-излучения в детекторе на основе монокристалла нитрида алюминия

Изобретение относится к радиационной физике, а именно к способам определения поглощенной дозы ионизирующего ультрафиолетового или бета-излучения в детекторе на основе монокристаллического нитрида алюминия с использованием метода оптически стимулированной люминесценции (ОСЛ) в непрерывном режиме...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517773
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.06.2014
№216.012.ccd4

Способ термической обработки рельсов

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству железнодорожных рельсов, преимущественно длинномерных рельсов. Перед охлаждением прокатанного рельса при температуре конца прокатки 850-870°С концы рельса зажимают в клещевых зажимах и растягивают в продольном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518207
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cdaf

Способ бестокового получения урана (v) в расплавленных хлоридах щелочных металлов

Изобретение относится к области создания пирохимических технологий переработки облученного ядерного топлива, в частности оксидного. Способ бестокового получения урана (V) в расплавленных хлоридах щелочных металлов (NaCl-2CsCl, NaCl-KCl, LiCl-KCl), содержащих ионы урана (VI), сущность которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518426
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d5eb

Аппликатор магнитный

Изобретение относится к медицине, а именно к магнитотерапии, и может быть использовано для лечения различных заболеваний воздействием магнитных полей, создаваемых постоянным магнитом, размещаемым снаружи тела. Аппликатор магнитный содержит гибкую пластину из магнитомягкого эластомера на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520541
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.07.2014
№216.012.df1f

Способ извлечения редкоземельных элементов из жидких сплавов с цинком

Изобретение относится к области создания пирохимических технологий переработки облученного ядерного топлива, а именно к способу извлечения редкоземельных элементов из жидкого сплава с цинком. Предлагаемый способ включает погружение сплава в солевой расплав с последующим переводом редкоземельных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522905
Дата охранного документа: 20.07.2014
+ добавить свой РИД