×
10.07.2015
216.013.6048

ЛЕГКООБРАБАТЫВАЕМАЯ КОНСТРУКЦИОННАЯ СРЕДНЕУГЛЕРОДИСТАЯ ХРОМОМАРГАНЦЕВОНИКЕЛЬМОЛИБДЕНОВАЯ СТАЛЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к получению сталей, применяемых в серийном и массовом производстве ответственных деталей машин. Сталь имеет следующий химический состав, мас.%: углерод 0,37-0,43, кремний 0,17-0,37, марганец 0,50-0,80, хром 0,60-0,90, никель 0,70-1,10, молибден 0,15-0,25, висмут 0,08-0,13, кальций 0,002-0,003, алюминий 0,005-0,015, железо - основа. В качестве примесей сталь содержит, мас.%: медь не более 0,25, серу не более 0,025 и фосфор не более 0,025. Отношение содержания кальция к содержанию алюминия составляет от 0,20 до 0,40. Повышается обрабатываемость стали резанием при сохранении требуемых механических свойств металла, а также улучшается экологическая обстановка производства за счет снижения агрессивности вредных выбросов в окружающую атмосферу высокотоксичных компонентов. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 11 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к получению сталей с особыми технологическими свойствами, применяемых в серийном и массовом производстве ответственных деталей машин.

Из уровня техники известна сталь с улучшенной обрабатываемостью резанием (ГОСТ 1414-75). Прокат из конструкционной стали высокой обрабатываемости резанием. Технические условия (Переиздание, с Изменениями №1, 2, 3, с Поправками), содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, свинец, никель и железо при следующем соотношении компонентов, масс.%:

- углерод - 0,37-0,43;

- кремний - 0,17-0,37;

- марганец - 0,50-0,80;

- хром - 0,60-0,90;

- молибден - 0,15-0,25;

- свинец - 0,15-0,30;

- никель - 0,70-1,10;

- железо - основа.

Кроме того, в состав стали могут входить, масс.%:

- медь - не более 0,30;

- сера - не более 0,030;

- фосфор - не более 0,035.

К недостаткам данной стали можно отнести следующее:

- сера и фосфор, способствующие улучшению показателей обрабатываемости стали, в случае ее легирования свинцом не оказывают существенного влияния на процесс механического резания, а увеличение их содержания выше значений, обеспечивающих получение высококачественной стали, нецелесообразно в связи с аккумулятивным негативным воздействием указанных элементов на механические свойства металлопродукции;

- очевидная бесперспективность дальнейшего улучшения обрабатываемости стали путем увеличения содержания свинца больше регламентированных значений, поскольку превышение его предельной растворимости в железе приводит к ухудшению механических характеристик и росту их анизотропии, а также способствует усилению красноломкости поверхностного слоя в процессе горячей обработки металла давлением;

- неравномерное распределение свинца в теле слитка вследствие его большой физической плотности и высокой упругости пара, что затрудняет гарантированное получение требуемых свойств стали от плавки к плавке и обусловливает понижение выхода годного металла, а следовательно, и производительности процесса обработки давлением из-за образования дефектов в местах наибольшего скопления данного элемента;

- во время горячего пластического деформирования стали, содержащей свинец, происходит его диффузия на поверхность заготовки, что приводит к образованию в указанной области капиллярного слоя, ухудшающего условия захвата валками полосы металла вследствие уменьшения коэффициента трения, и снижению производительности прокатного оборудования;

- свинец крайне токсичен и согласно установленным на сегодняшний день гигиеническим нормативам относится к наивысшему 1 классу опасности, поэтому в черной металлургии все отчетливее прослеживается тенденция по отказу от его применения вследствие серьезного ухудшения экологии окружающей среды.

Кроме того, известна сталь с высокой обрабатываемостью резанием (патент RU 2128726), содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, висмут, никель, серу, фосфор и железо при следующем соотношении компонентов, масс. %:

- углерод - 0,37-0,43;

- кремний - 0,17-0,37;

- марганец - 0,50-0,80;

- хром - 0,60-0,90;

- молибден - 0,15-0,25;

- сера - 0,008-0,030;

- фосфор - 0,008-0,035;

- висмут - 0,12-0,20;

- никель - 0,70-1,10;

- железо - основа.

Известная сталь имеет следующие недостатки:

- бесперспективность дальнейшего улучшения обрабатываемости стали путем увеличения содержания висмута больше реальных значений, поскольку превышает его предельную растворимость в железе и увеличивает себестоимость выплавки.

Данная сталь, как наиболее схожая по химическому составу и механическим свойствам, принята за ближайший прототип.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение обрабатываемости стали резанием при сохранении требуемых механических характеристик металла, за счет снижения агрессивности вредных выбросов в окружающую атмосферу токсичных компонентов.

Техническое решение поставленной задачи достигается за счет того, что предлагаемая сталь в своем составе содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, висмут, кальций, алюминий и железо при следующем соотношении компонентов, масс.%:

- углерод - 0,37-0,43;

- кремний - 0,17-0,37;

- марганец - 0,50-0,80;

- хром - 0,60-0,90;

- молибден - 0,15-0,25;

- висмут - 0,08-0,13;

- кальций - 0,002-0,003;

- алюминий - 0,005-0,015;

- никель - 0,70-1,10;

- железо - основа.

При этом отношение содержания кальция к содержанию алюминия находится в пределах от 0,20 до 0,40.

Кроме того, в качестве примесей сталь дополнительно может содержать, масс.%:

- серу - не более 0,025;

- фосфор - не более 0,025;

- медь - не более 0,25.

Применение висмута, кальция и алюминия для дополнительного легирования и раскисления стали с целью улучшения ее обрабатываемости резанием имеет целый ряд преимуществ.

Во-первых, сокращение количества алюминия, применяемого для раскисления стали, будет способствовать снижению в стали неметаллических включений Аl2O3.

Во-вторых, кальций является своего рода заменителем алюминия, как раскислителя, и обеспечивает образование алюминатов кальция в сульфидной оболочке - комплексных оксисульфидных включений, способствует глобуризации сульфидных включений и предупреждает образование микротрещин у остроугольных включений глинозема, оказывающих положительное влияние на обрабатываемость стали.

В-третьих, оптимальное соотношение Са/Аl способствует образованию глобулярных, малодеформируемых неметаллических включений.

В-четвертых, снижение содержания висмута, без снижения показателя обрабатываемости, обеспечивает образование ломкой стружки и расширяет диапазон применения стали (при сверлении, развертывании отверстий, нарезании и фрезеровании) и не ослабляет положительное влияние на результаты процесса со стороны фосфора и включений сульфида марганца. Он менее токсичен, чем свинец и обеспечивает высокий уровень обрабатываемости при содержании его в 1,5..2 раза меньше, чем свинец.

В-пятых, висмут равномерно распределяется по сечению слитка, что обусловлено его плотностью, сопоставимой с плотностью жидкой стали, и применение висмута способствует решению экологических проблем, имеющих место при производстве автоматных сталей. Это связано с тем, что в отличие от свинца, принадлежащего к 1 классу опасности, содержание висмута в атмосфере цеха ограничено среднесменной предельно допустимой концентрацией (ПДК), равной 0,50 мг/м3.

Сущность изобретения - выявление оптимального содержания висмута, алюминия и кальция, при котором достигается наилучшее сочетание высокой обрабатываемости стали резанием при условии сохранения требуемых значений механических свойств.

В результате проведенных исследований установлено следующее:

- при содержании висмута меньше нижнего предела не удается достигнуть требуемого высокого уровня обрабатываемости стали резанием;

- при условии содержания висмута по верхнему пределу обрабатываемость предлагаемой стали сопоставима с обрабатываемостью металла аналогичной висмутсодержащей марки;

- при содержании висмута, кальция и алюминия в заявленных пределах уровень обрабатываемости предложенной стали на 11% превышает величину обрабатываемости висмутсодержащего аналога, наряду с этим сталь сохраняет свои высокие механические характеристики, а ее получение характеризуется пониженной загрязненностью воздуха рабочей зоны и более безопасными условиями труда производственного персонала.

Эффективность токарной обработки оценивалась на технической базе ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (НИУ) по изменению стойкости инструментального материала при заданной скорости резания заготовок. В качестве критерия для оценки обрабатываемости стали было установлено значение приведенной стойкости, выраженное величиной износа режущего инструмента по задней поверхности при обработке одной детали.

В качестве базового уровня приняты обрабатываемость резанием среднеуглеродистой хромомарганцевоникельмолибденовой стали АВ40ХГНМ.

Химический состав известной стали марки ΑΒ40ΧΓΉΜ, принятой за ближайший аналог, и предлагаемой стали приведен в таблице 1.

Прочностные и пластические характеристики сравниваемых сталей в деформированном и термически обработанном состоянии (закалка и отпуск), а также измеренный уровень механической обрабатываемости представлен в таблице 2.

Пример 1. Известная конструкционная среднеуглеродистая хромомарганцевоникельмолибденовая сталь с улучшенной обрабатываемостью резанием АВ40ХГНМ (RU 2128726). Уровень механической обрабатываемости принят в качестве базовых значений для сравнения.

Пример 2. Содержание серы и фосфора больше заявленных значений. Механические характеристики металла не соответствуют требованиям ГОСТа. Оценка эффективности токарной обработки стали не проводилась.

Пример 3. Содержание никеля больше верхнего предела. Уменьшается производительность горячей обработки металла давлением. Оценка на обрабатываемость не производилась.

Пример 4. Содержание висмута меньше нижнего предела. Уровень обрабатываемости предложенной стали ниже, чем у известного аналога.

Пример 5. Содержание висмута в стали больше верхнего предела. Обрабатываемость предложенной стали резанием сопоставима с механической обрабатываемостью ее аналога.

Пример 6. Содержание серы, фосфора, меди находится на уровне верхней границы заявленных диапазонов. Показатели механических свойств металла соответствуют минимальным предельно допустимым значениям, установленным требованиями для висмутсодержащего аналога.

Пример 7. Соотношение между содержанием кальция и алюминия выходит за нижнюю регламентированную границу. Размер зерна ниже регламентируемого. Происходит зарастание стаканчиков на машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Уровень обрабатываемости предложенной стали сопоставим с обрабатываемостью известного аналога.

Пример 8. Соотношение между содержанием кальция и алюминия находится на уровне нижнего предела из указанного диапазона. Размер зерна соответствует техническим условиям. Не происходит зарастание стаканчиков МНЛЗ. Уровень обрабатываемости выше известного аналога.

Пример 9. Соотношение между содержанием кальция и алюминия имеет значение, соответствующее верхнему заявленному пределу. Сталь соответствует техническим условиям.

Пример 10. Соотношение между содержанием кальция и алюминия выходит за верхнюю установленную границу. Сталь не соответствует техническим условиям.

Пример 11. Содержание всех элементов находится в заявленных пределах. Комплекс технологических свойств хромомарганцевоникельмолибденовой стали имеет оптимальный характер. Показатель обрабатываемости резанием при сохранении механических характеристик металла на 11% выше, чем у известного аналога.

Вместе с тем существенно уменьшается загрязненность воздуха рабочей зоны.

Таким образом, более высокий уровень обрабатываемости резанием предлагаемой стали с сохранением комплекса требуемых механических свойств металла и улучшением экологии металлургического производства позволяет рекомендовать ее для промышленного применения.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 143.
27.02.2013
№216.012.2bf4

Водонагреватель

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на мини-ТЭЦ, оснащенных газотурбоэлектрогенераторами. Задачей изобретения является повышение эффективности работы за счет снижения сопротивления газового тракта и уменьшения выхода оксидов азота в атмосферу. Предложен водонагреватель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476779
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.12.2013
№216.012.8a15

Способ летных проверок наземных средств радиотехнического обеспечения полетов и устройства для его применения

Способ летной проверки наземных средств радиотехнического обеспечения полетов, заключающийся в том, что в качестве воздушного судна применяют дистанционно пилотируемый летательный аппарат (ДПЛА), измеряют координаты ДПЛА оптическим устройством и одновременно при работе упомянутых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501031
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.12.2013
№216.012.8b18

Композиция для получения белкового обогатителя пищевых продуктов

Изобретение относится к мясоперерабатывающей промышленности, в частности к производству белковых обогатителей для производства колбасных изделий и рубленых полуфабрикатов. Композиция содержит вторичное сырье, включающее предварительно измельченные выйную связку, губы и уши крупного рогатого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501291
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8cef

Композиция на основе хлормагнезиального вяжущего

Изобретение относится к строительным материалам на основе модифицированного магнезиального вяжущего, которые могут быть использованы при изготовлении стеновых, теплоизоляционных, отделочных изделий, ячеистых бетонов, ксилолитовых и других материалов для гражданского и промышленного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501762
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.01.2014
№216.012.93c2

Суспензия огнеупорная для оболочковых форм по выплавляемым моделям

Изобретение относится к литейному производству. Суспензия включает этилсиликат, спиртовой раствор нитрата алюминия девятиводного, микропорошки электрокорунда, алюминиевый порошок и оксид иттрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: этилсиликат 5,0-8,0; спирт этиловый 14,0-17,0; нитрат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503520
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.01.2014
№216.012.949a

Низкоуглеродистая конструкционная сталь с улучшенной обрабатываемостью резанием

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению сталей с особыми технологическими свойствами, применяющихся в серийном производстве ответственных деталей машин. Сталь имеет следующий химический состав, мас.%: углерод 0,18-0,23, кремний 0,17-0,37, марганец 0,70-1,10, хром...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503736
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.02.2014
№216.012.9e4f

Способ получения доломитового вяжущего

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к получению вяжущего из доломита, доломитизированного магнезита, и может быть использовано при изготовлении тяжелых бетонов, стеновых, теплоизоляционных, отделочных изделий, ячеистых бетонов, ксилолитовых и других материалов для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506235
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.02.2014
№216.012.a256

Способ обработки стали в ковше

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при обработке стали в ковше на внепечных установках. В нижней части ковша на расстоянии 200 мм от продувочных узлов устанавливают пористую вставку, через которую осуществляют продувку жидкого металла, при этом подачу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507273
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a26a

Низкоуглеродистая легированная сталь высокой обрабатываемости резанием

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к получению сталей с особыми технологическими свойствами, которые применяются для производства ответственных деталей машин. Сталь имеет следующий химический состав, мас.%: углерод 0,13-0,21, кремний 0,17-0,37, марганец 0,70-1,10, хром...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507293
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.02.2014
№216.012.a5de

Способ получения контактных вставок троллейбусов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению контактных вставок токоприемников троллейбусов. Порошковую композицию на основе углерода выдавливают из контейнера пресса через мундштук с формованием профильной рабочей поверхности вставки и последующим делением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508177
Дата охранного документа: 27.02.2014
Показаны записи 1-10 из 178.
10.01.2013
№216.012.1904

Способ выращивания объемных монокристаллов александрита

Изобретение относится к технологии получения объемных кристаллов александрита, которые могут быть использованы в качестве высококачественного сырья для изготовления оптических элементов лазерных систем. Способ включает растворение исходной шихты, ее гомогенизацию, введение в раствор вращающейся...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471896
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19af

Форсунка

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на котлах, утилизирующих жидкотопливные смеси. Форсунка содержит последовательно установленные вдоль общей оси диспергатор первой ступени с конфузорной камерой первичного диспергирования, имеющий выходное окно и входное окно, два...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472067
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a83

Частотно-широтно-импульсный регулятор переменного напряжения с распределенной нагрузкой

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может использоваться в регуляторах температуры. Технический результат заключается в повышении энергетических показателей регулятора напряжения благодаря выравниванию тока нагрузки между фазами. В состав устройства входят клемма для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472279
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d5c

Топка

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на котлах тепловых электростанций и промышленных котельных агрегатах, работающих на газообразном топливе. Топка содержит камеру сгорания с вертикальной плоскостью симметрии, боковые стены с экранными трубами, размещенные симметрично...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473010
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.2098

Способ вентиляции и отопления нежилого помещения

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах отопления нежилых помещений вблизи газовых котельных. Совершенствуется способ вентиляции и отопления нежилого помещения путем подачи в помещение из атмосферы и вывода в атмосферу из помещения потоков воздуха, отбора части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473845
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.02.2013
№216.012.2be9

Двухкамерная топка для сжигания дробленых древесных отходов (варианты)

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах утилизации отходов деревообрабатывающих производств при одновременной выработке тепловой энергии и сокращении потребления газа и жидкого топлива. Двухкамерная топка для сжигания дробленых отходов содержит слоевую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476768
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2bf4

Водонагреватель

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на мини-ТЭЦ, оснащенных газотурбоэлектрогенераторами. Задачей изобретения является повышение эффективности работы за счет снижения сопротивления газового тракта и уменьшения выхода оксидов азота в атмосферу. Предложен водонагреватель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476779
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.04.2013
№216.012.326e

Способ изготовления форм по выплавляемым моделям (варианты)

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает нанесение на модель лицевого и последующих внутренних слоев суспензии на алюмоборфосфатном концентрате, их обсыпку и сушку. Лицевой и последующие слои наносят из суспензии, содержащей, мас.%: алюмоборфосфатный концентрат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478453
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4c16

Устройство для получения минеральной ваты

Изобретение относится к производству минеральной ваты, в частности к валковым вертикально центробежным центрифугам. Технический результат изобретения - повышение срока службы устройств для получения минеральной ваты. Устройство для получения минеральной ваты содержит приемный и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485060
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.4edd

Способ производства хлебобулочных изделий из пшеничной муки

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ включает получение опары из части пшеничной муки, воды и дрожжей, ее брожение, получение теста путем смешивания опары, оставшегося количества воды, солевого раствора с оставшейся частью муки и другими компонентами, предусмотренными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485782
Дата охранного документа: 27.06.2013
+ добавить свой РИД