цементуемая сталь

Формула изобретения

Цементуемая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, азот, ванадий, кальций, железо, медь, бор и никель, отличающаяся тем, что компоненты находятся, при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,05-0,1; кремний 0,5-0,7; марганец 7,0-11,0; азот 0,03-0,08; ванадий 1,0-2,0; кальций 0,02-0,05; медь 0,3-0,8; бор 0,05-0,1; никель 8,0-10,0; железо - остальное.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии и касается составов сталей, которые могут быть использованы для изготовления крупных и тяжело нагруженных деталей.

Известна цементуемая сталь, содержащая, мас.%: углерод 0,03-0,3; кремний 0,01-3,0; марганец 3,0-10,0; азот до 0,02; ванадий 0,01-0,2; кальций 0,0005-0,05; медь 0,01-9,0; бор 0,00005-0,01; никель 0,01-9,0; железо - остальное [1].

Задачей изобретения является повышение прочности стали.

Технический результат достигается тем, что в цементуемой стали, содержащей углерод, кремний, марганец, азот, ванадий, кальций, медь, бор, никель, железо, компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,05-0,1; кремний 0,5-0,7; марганец 7,0-11,0; азот 0,03-0,08; ванадий 1,0-2,0; кальций 0,02-0,05; медь 0,3-0,8; бор 0,05-0,1; никель 8,0-10,0; железо - остальное.

В таблице приведены составы стали.

Таблица
Компоненты	Состав, мас.%:
	1	2	3
Углерод	0,05	0,08	0,1
Кремний	0,7	0,6	0,5
Марганец	7,0	9,0	11,0
Азот	0,03	0,05	0,08
Ванадий	2,0	1,5	1,0
Кальций	0,05	0,035	0,02
Медь	0,3	0,5	0,8
Бор	0,1	0,08	0,05
Никель	10,0	9,0	8,0
Железо	остальное	остальное	остальное
Предел прочности стали, МПа	1400-1500	1400-1500	1400-1500

В составе стали компоненты проявляют себя следующим образом. Структура цементированного слоя стали состоит из мелкоигольчатого мартенсита и избыточных карбидов. Углерод, введенный в указанном количестве, обеспечивает повышенную прочность сердцевины, позволяет уменьшить глубину цементированного слоя. Бор стабилизирует карбиды. Ванадий, медь и никель упрочняют твердый раствор. Азот в химически связанном состоянии, образуя нитриды, становится легирующим элементом, улучшающим структуру и механические свойства стали. Кальций выполняет функцию раскислителя.

Режимы ковки, термической обработки стали следующие: температура ковки 800-1180°С; нормализация при 920-950°С; высокий отпуск при 650°С; цементация при 900-930°С или при 1000-1030°С; закалка с 760-810°С в масле; отпуск при 150-170°С.

Сразу после закалки сталь может быть подвергнута обработке холодом (при -70°С) для увеличения твердости.

Источник информации

1. JP 2004162120, 2004.