RU2546262C1 - Wear-resistant steel and item made from it - Google Patents
Wear-resistant steel and item made from it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2546262C1 RU2546262C1 RU2014100433/02A RU2014100433A RU2546262C1 RU 2546262 C1 RU2546262 C1 RU 2546262C1 RU 2014100433/02 A RU2014100433/02 A RU 2014100433/02A RU 2014100433 A RU2014100433 A RU 2014100433A RU 2546262 C1 RU2546262 C1 RU 2546262C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- wear
- content
- resistance
- molybdenum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к сталям, применяемым для изготовления износостойких деталей.The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to steels used for the manufacture of wear-resistant parts.
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).Products operating under conditions of high abrasive-shock loads, such as hammers in shredder plants, in addition to high wear resistance should also have high strength, ductility and resistance to shock loads. The specified properties of the products must be maintained at high temperatures (up to 400 ° C).
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].Known steel containing carbon, manganese, silicon, chromium, molybdenum, nickel, sulfur, phosphorus and iron, characterized in that it additionally contains copper and aluminum in the following ratio of components in wt.%: Carbon - 0,40-0,47 ; Manganese - 0.50-0.80; silicon - 0.20-0.50; chrome 0.80-1.20; molybdenum - 0.20-0.30; nickel - not more than 0.50; sulfur - not more than 0.025; phosphorus - not more than 0.025; copper - not more than 0.40; aluminum - 0.02-0.04; iron - the rest [Patent RU 2160321, IPC C22C 38/44, 2000].
Недостатком данной стали является то, что она недостаточно износостойкая, прочная и пластичная при высоких температурах (до 400°С).The disadvantage of this steel is that it is not sufficiently wear-resistant, durable and ductile at high temperatures (up to 400 ° C).
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].Known wear-resistant steel containing components in the following ratio, wt.%: Carbon 0.30-0.35, silicon 0.30-0.50, manganese 0.80-1.20, chromium 0.95-1.40, molybdenum 0.20-0.30, nickel 0.80-1.10, copper no more than 0.30, vanadium 0.10-0.15, calcium 0.005-0.01, cerium 0.005-0.01, aluminum 0 , 03-0.06, iron - the rest [Patent RU 2303077, IPC C22C 38/46, 2007].
Недостатком данной стали является то, что она недостаточно износостойкая, прочная и пластичная при высоких температурах (до 400°С).The disadvantage of this steel is that it is not sufficiently wear-resistant, durable and ductile at high temperatures (up to 400 ° C).
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].Closest to the technical nature of the present invention is wear-resistant steel containing components in the following ratio, wt.%: Carbon 0.35-0.8, silicon 0.0-2.0, manganese 0.0-2.5, chromium 0.0-5.0, nickel 0.0-5.0, copper 0.0-1.5, molybdenum 0.0-0.5, vanadium + niobium / 2 ≤0.5, calcium ≤0.1 , aluminum 0.0-2.0, titanium 0.0-2.0, iron and inevitable impurities, including nitrogen - the rest [Patent RU 2327802, IPC C22C 38/54, 2008].
Недостатком данной стали также является то, что она недостаточно износостойкая, прочная и пластичная при высоких температурах (до 400°С).The disadvantage of this steel is that it is not sufficiently durable, durable and ductile at high temperatures (up to 400 ° C).
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.The technical result of the invention is the expansion of consumer properties and technological use of wear-resistant steel and products made from it, which have high strength, ductility, resistance to high impact loads and retain their properties at temperatures up to 400 ° C.
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.The specified technical result is achieved in that the wear-resistant steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, copper, molybdenum, vanadium, calcium, aluminum, niobium, titanium, iron and inevitable impurities, according to the invention additionally contains rare earth metals (REM) at the following ratio of components, wt.%: carbon 0.25-0.60, silicon 0.10-1.50, manganese 0.20-1.30, chromium 0.30-1.90, nickel 0.70-2 , 0, copper not more than 0.45, molybdenum 0.10-0.90, vanadium 0.001-0.40, calcium 0.0001-0.01, aluminum 0.005-0.1, niobium 0.001-0.20, titanium 0.001-0.20, rare-earth metals 0.0001-0.005, iron and inevitable impurities total. The steel may additionally contain 0.0001-0.005% boron and has a predominantly bainitic-martensitic structure.
Технический результат достигается также тем, что изделие изготавливают из стали указанного состава.The technical result is also achieved by the fact that the product is made of steel of the specified composition.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
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.When the carbon content is less than 0.25%, the steel has insufficient hardness and does not have sufficient wear resistance. When the carbon content is more than 0.60%, the ductility of the steel and its resistance to impact loads are reduced.
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.When the silicon content is less than 0.10%, the steel is not sufficiently deoxidized, which leads to its embrittlement. When the silicon content is more than 1.50%, hardenability, ductility and impact resistance of steel are reduced.
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.When the manganese content is less than 0.20%, the steel is not sufficiently deoxidized, which leads to its embrittlement. When the manganese content is more than 1.30%, the ductility of steel and its resistance to impact loads are reduced.
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.When the chromium content is less than 0.30%, the steel has insufficient hardness and does not have sufficient wear resistance. When the chromium content is more than 1.90%, the ductility of steel and its resistance to impact loads are reduced.
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.When the nickel content is less than 0.70%, the strength of steel and its resistance to impact loads are reduced. Nickel content of more than 2.0% leads to excessive rise in price of steel.
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.Copper in an amount of not more than 0.45% provides an increase in the corrosion resistance of steel in a humid atmosphere. When the copper content exceeds 0.45%, the ductility of the steel and its resistance to impact loads are reduced.
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.When the molybdenum content is less than 0.10%, the steel does not have sufficient hardenability, has insufficient hardness and reduced wear resistance. When the molybdenum content is more than 0.90%, the ductility of steel and its resistance to impact loads are reduced. When the vanadium content is less than 0.001%, the steel does not have sufficient hardness, does not have sufficient wear resistance, and also becomes sensitive to overheating (mechanical properties deteriorate when heated as a result of recrystallization). When the vanadium content is more than 0.40%, the ductility of the steel and its resistance to impact loads are reduced.
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.Calcium cleans grain boundaries from undesirable impurities, thereby achieving a simultaneous increase in impact strength at low temperatures and corrosion resistance of steel. With a decrease in calcium content of less than 0.0001%, its positive effect is not significant. An increase in calcium content in excess of 0.010% leads to an increase in the number of non-metallic inclusions, which negatively affects the mechanical properties of steel.
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.When the aluminum content is less than 0.005%, the steel is not sufficiently deoxidized, which leads to its embrittlement. When the aluminum content is more than 0.10%, the number of non-metallic inclusions in steel increases, which leads to a decrease in its ductility and resistance to shock loads.
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.When the niobium content is less than 0.001%, the steel has insufficient hardness, does not have sufficient wear resistance, and also becomes sensitive to overheating. When the niobium content is more than 0.20%, the tendency of steel to embrittlement increases.
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.When the titanium content is less than 0.001%, the steel is not sufficiently deoxidized, its strength decreases, and its sensitivity to overheating increases. An increase in titanium content of more than 0.20% leads to a decrease in the viscosity properties of steel.
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.Rare earth metals (REM) have an effective deoxidizing and desulfurizing ability, improve the quality of steel. When the content of rare-earth metals is less than 0.0001%, their effect is negligible. An increase in the REM content of more than 0.005% does not lead to a further improvement in the mechanical properties of steel.
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.Boron grinds the microstructure of steel and increases its hardenability. With a boron content of less than 0.0001%, its effect is negligible. An increase in boron content of more than 0.005% leads to a decrease in the toughness of steel.
Преимущественно бейнитно-мартенситная структура обеспечивает наилучшее сочетание износостойкости стали и ее стойкости к ударным нагрузкам.The predominantly bainitic-martensitic structure provides the best combination of wear resistance of steel and its resistance to shock loads.
Изобретение поясняется результатами экспериментов.The invention is illustrated by the results of experiments.
В таблице 1 приведены химические составы сталей с различным содержанием легирующих элементов и примесей. В таблице 2 представлены контролируемые параметры сталей.Table 1 shows the chemical compositions of steels with different contents of alloying elements and impurities. Table 2 presents the controlled parameters of steels.
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).Examples 1-6 in compliance with the proposed parameters. Examples 7-9 with non-compliance with some parameters, example 10 of the prototype. As follows from table 2, subject to the claimed parameters (examples 1-6), the steels have high strength, elongation, impact strength, hardness and at the same time, products (shredder hammers) made from these steels retain their properties at high temperatures (up to 400 ° C), as evidenced by their greater resistance (a large number of recycled steel scrap).
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.Thus, the proposed wear-resistant steel is characterized by an extended range of consumer properties. While maintaining wear resistance, it has high strength, ductility, resistance to high impact loads and retains its properties at temperatures up to 400 ° C.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014100433/02A RU2546262C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Wear-resistant steel and item made from it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014100433/02A RU2546262C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Wear-resistant steel and item made from it |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2546262C1 true RU2546262C1 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=53295789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014100433/02A RU2546262C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Wear-resistant steel and item made from it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2546262C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606825C1 (en) * | 2015-06-24 | 2017-01-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | High-strength wear-resistant steel for agricultural machines (versions) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2194776C2 (en) * | 1998-01-14 | 2002-12-20 | Ниппон Стил Корпорейшн | Rails from bainitic steel with high resistance to surface fatigue failure and to wear |
| RU2326179C2 (en) * | 2002-11-19 | 2008-06-10 | Эндюстель Крезо | Method of manufacture of wear-resistant steel sheet and steel sheet manufactured using this method |
| RU2327802C2 (en) * | 2002-11-19 | 2008-06-27 | Эндюстель Крёзо | Method of producing sheet steel possessing abrasion resistance characteristics and sheet produced by means of method |
| RU2369659C2 (en) * | 2004-05-21 | 2009-10-10 | Эндюстель Крёзо | Steel of high mechanical strength and wear resistance |
| EP2236639A1 (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-06 | Rovalma, S.A. | Hot work tool steel with outstanding toughness and thermal conductivity |
-
2014
- 2014-01-09 RU RU2014100433/02A patent/RU2546262C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2194776C2 (en) * | 1998-01-14 | 2002-12-20 | Ниппон Стил Корпорейшн | Rails from bainitic steel with high resistance to surface fatigue failure and to wear |
| RU2326179C2 (en) * | 2002-11-19 | 2008-06-10 | Эндюстель Крезо | Method of manufacture of wear-resistant steel sheet and steel sheet manufactured using this method |
| RU2327802C2 (en) * | 2002-11-19 | 2008-06-27 | Эндюстель Крёзо | Method of producing sheet steel possessing abrasion resistance characteristics and sheet produced by means of method |
| RU2369659C2 (en) * | 2004-05-21 | 2009-10-10 | Эндюстель Крёзо | Steel of high mechanical strength and wear resistance |
| EP2236639A1 (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-06 | Rovalma, S.A. | Hot work tool steel with outstanding toughness and thermal conductivity |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606825C1 (en) * | 2015-06-24 | 2017-01-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | High-strength wear-resistant steel for agricultural machines (versions) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10480053B2 (en) | Austenitic light-weight high-strength steel with excellent properties of welds, and method of manufacturing the same | |
| CA2814293C (en) | Steel for steam turbine blade with excellent strength and toughness | |
| WO2013145868A1 (en) | Boron-added high strength bolt steel having excellent delayed fracture resistance and high strength bolt | |
| TW200722531A (en) | High-strength steel excellent in delayed fracture resistance characteristics and metal bolts | |
| RU2763027C1 (en) | Forged part made of bainite steel and its manufacturing method | |
| JP2012162798A (en) | Boron-containing steel for high strength bolt, excellent in delayed fracture resistance, and high-strength bolt | |
| JP5369458B2 (en) | High strength steel with excellent delayed fracture resistance | |
| AU2015241412B2 (en) | Dual-phase stainless steel | |
| KR20150074697A (en) | Low-nickel containing stainless steels | |
| US9663850B2 (en) | High-performance high-nitrogen duplex stainless steels excellent in pitting corrosion resistance | |
| RU2546262C1 (en) | Wear-resistant steel and item made from it | |
| JP5073966B2 (en) | Age-hardening ferritic stainless steel sheet and age-treated steel using the same | |
| RU2420603C1 (en) | Skelp steel and item made out of it | |
| JP2015147975A (en) | Precipitation hardening stainless steel and component for sensor | |
| RU2665854C1 (en) | Thick cold-resistant steel | |
| RU2552794C2 (en) | Oil schedule cold-resistant pipe | |
| RU2623947C1 (en) | Damping steel and item made from it | |
| KR20140056767A (en) | Axle beam and method of manufacturing the same | |
| RU2594572C1 (en) | Martensite steel for cryogenic equipment | |
| JP2015134945A (en) | Carburizing steel | |
| KR20230156447A (en) | New austenitic stainless alloy | |
| RU2701325C1 (en) | High-strength steel and article made from it | |
| RU2685452C1 (en) | High damping steel with a specified level of damping properties and an article made from it | |
| AU2016264750A1 (en) | High manganese 3rd generation advanced high strength steels | |
| KR101903403B1 (en) | Austenitic stainless steel with improved pitting corrosion resistance |