RU2039119C1

RU2039119C1 - Steel

Info

Publication number: RU2039119C1
Authority: RU
Inventors: Валерий Александрович Машкин; Аркадий Константинович Тихонов; Герман Александрович Усачев; Юрий Дмитриевич Яшин; Анвер Борисович Стеблов; Владимир Владимирович Пичугин; Сергей Александрович Солдаткин
Original assignee: Волжское объединение по производству легковых автомобилей "АвтоВАЗ"
Priority date: 1992-07-29
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: steel has additionally aluminium at the following ratio of components, wt.-% carbon 0.13-0.23; silicon 0.17-0.37; manganese 0.7-1.1; chrome 0.4-1.1; nickel 0.4-1.1; molybdenum 0.15-0.25; aluminium 0.012-0.04; sulfur 0.020-0.035, and iron the rest. EFFECT: increased output per man-hour, decreased flaw at thermic working. 2 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству цементуемой стали, раскисляемой алюминием, и может быть использовано для изготовления деталей типа шестерен, изготавливаемых на автоматизированном металлорежущем оборудовании. The invention relates to metallurgy, in particular to the production of cemented steel, deoxidized by aluminum, and can be used for the manufacture of parts such as gears, manufactured on automated metal-cutting equipment.

Известна сталь [ГОСТ 4543-71. Издательство стандартов 1987. Стали марок 20ХГНМ, 19ХГН, 14ХГН] применяемая, например, для изготовления шестерен коробки перемены передач легковых автомобилей, которая по технической сущности и достигаемому эффекту является наиболее близкой к предлагаемой и имеет следующий химический состав, мас. Углерод 0,13-0,23 Кремний 0,17-0,37 Марганец 0,7-1,10 Хром 0,40-1,10 Никель 0,4-1,10 Молибден 0,15-0,25 Фосфор Не более 0,035 Сера Не более 0,035 Железо Остальное
Величина аустенитного наследственного зерна 5 балла с отдельными зернами 3 балла ГОСТ 5639-82.Known steel [GOST 4543-71. Publishing house of standards 1987. Steel grades 20KHGNM, 19KHGN, 14KHGN] used, for example, for the manufacture of gears of a gearbox for passenger cars, which, by its technical nature and achieved effect, is closest to the proposed one and has the following chemical composition, wt. Carbon 0.13-0.23 Silicon 0.17-0.37 Manganese 0.7-1.10 Chromium 0.40-1.10 Nickel 0.4-1.10 Molybdenum 0.15-0.25 Phosphorus Not more than 0,035 Sulfur Not more than 0,035 Iron The rest
The value of austenitic hereditary grain is 5 points with individual grains 3 points GOST 5639-82.

Недостатком этой стали является нестабильная обрабатываемость резанием и склонность к деформации при химико-термической обработке. The disadvantage of this steel is the unstable machinability by cutting and the tendency to deformation during chemical-thermal treatment.

Целью изобретения является повышение и стабилизация уровня обрабатываемости резанием и уменьшение склонности к деформации при химико-термической обработке. The aim of the invention is to increase and stabilize the level of machinability by cutting and to reduce the tendency to deformation during chemical-thermal treatment.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, серу, дополнительно содержит алюминий и имеет ограничение содержания серы по нижнему пределу при следующем соотношении компонентов, мас. Углерод 0,13-0,23 Кремний 0,17-0,37 Марганец 0,7-1,1 Хром 0,4-1,1 Никель 0,4-1,1 Молибден 0,15-0,25 Алюминий 0,012-0,04 Сера 0,020-0,035 Железо Остальное
В качестве примеси сталь содержит, мас. Фосфор До 0,035
Ограничение содержания серы по нижнему пределу и содержания алюминия по верхнему пределу гарантировано обеспечивает наличие в металле сульфидов марганца и ограничивает содержание твердых включений корунда без снижения уровня механических свойств. Это в совокупности приводит к улучшению обрабатываемости резанием: снижает интенсивность изнашивания режущего инструмента и силы резания, способствует формированию благоприятной формы стружки, удобной для удаления при обработке на высокопроизводительном автоматизированном металлорежущем оборудовании.This goal is achieved in that the steel containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, sulfur, additionally contains aluminum and has a sulfur content limit at the lower limit in the following ratio of components, wt. Carbon 0.13-0.23 Silicon 0.17-0.37 Manganese 0.7-1.1 Chromium 0.4-1.1 Nickel 0.4-1.1 Molybdenum 0.15-0.25 Aluminum 0.012 -0.04 Sulfur 0.020-0.035 Iron Else
As an impurity, the steel contains, by weight. Phosphorus Up to 0.035
Limiting the sulfur content to the lower limit and the aluminum content to the upper limit is guaranteed to ensure the presence of manganese sulfides in the metal and limits the content of corundum solids without reducing the level of mechanical properties. This together leads to an improvement in machinability by cutting: it reduces the wear rate of the cutting tool and cutting force, contributes to the formation of a favorable shape of the chip, convenient for removal during processing on high-performance automated metal-cutting equipment.

Установление нижнего предела содержания алюминия обеспечивает более мелкое аустенитное наследственное зерно (не крупнее 6 балла), что в свою очередь снижает деформацию деталей после химико-термической обработки. The establishment of the lower limit of the aluminum content provides a smaller austenitic hereditary grain (no more than 6 points), which in turn reduces the deformation of parts after chemical-thermal treatment.

Анализ технической и патентной литературы показывает, что в ней не содержится заявленной совокупности признаков изобретения, т.е. предложенный состав стали отвечает критериям изобретения "новизна" и "существенные отличия". An analysis of the technical and patent literature shows that it does not contain the claimed combination of features of the invention, i.e. the proposed composition of the steel meets the criteria of the invention of "novelty" and "significant differences".

Для исследования предлагаемой и известной стали был получен ряд плавок. To study the proposed and known steel, a number of heats was obtained.

В табл.1 приведен химический состав плавок, а в табл.2 данные по прокаливаемости, баллу аустенитного зерна, оценке деформации после окончательной термообработки и показатели обрабатываемости резанием деталей из известной и предлагаемой стали. Table 1 shows the chemical composition of the melts, and in Table 2 data on hardenability, austenitic grain score, strain assessment after final heat treatment, and machinability indicators for cutting parts from known and proposed steel.

Были выплавлены опытно-промышленные плавки стали в 100 тонных дуговых электропечах с применением кислородного дутья. В сталь-ковше провели внепечную обработку для доведения химического состава, включившую продувку аргоном, легирование, вакуумирование. Металл разливали на установке непрерывной разливки стали (УНРС) и прокатывали на круг диаметром 80 мм. Experimental industrial steel melts were smelted in 100 tons of electric arc furnaces using oxygen blasting. An out-of-furnace treatment was carried out in a steel ladle to bring the chemical composition, including argon purging, alloying, and evacuation. The metal was cast on a continuous steel casting unit (UNRS) and rolled into a circle with a diameter of 80 mm.

Исследования химического состава, механических свойств, прокаливаемости, балла аустенитного зерна проводили по стандартным методикам. Studies of the chemical composition, mechanical properties, hardenability, and austenitic grain score were carried out according to standard methods.

Склонность металла к деформациям при нитроцементации оценивали по методу фирмы "Дайдо стил" (Япония) на образцах, представленных на фиг.1 и 2. О склонности к деформации судили по изменению размера (6,00 мм). Заготовки образцов предварительно нормализовали. Химико-термическую обработку осуществляли на одном поддоне на агрегатах ф. "Холкрофт". The tendency of the metal to deformations during nitrocarburizing was evaluated by the method of the company Daido Steel (Japan) on the samples shown in figures 1 and 2. The tendency to deformation was judged by the change in size (6.00 mm). Sample blanks were previously normalized. Chemical-thermal treatment was carried out on a single pallet on aggregates f. Holcroft.

Обрабатываемость стали резанием оценивали в производственных условиях при изготовлении деталей автомобилей. Интенсивность изнашивания определяли по количеству деталей, обработанных одним инструментом (Т) и его износу по задней поверхности в миллиметрах. Рассчитывали приведенную стойкость, представляющую количество обработанных деталей на 0,1 мм износа:
T_пр.=

Отношение приведенных стойкостей инструмента при обработке заготовок из предлагаемой и известной сталей определяли коэффициентом увеличения стойкости инструмента
K

где Т² _пр приведенная стойкость инструмента при обработке предлагаемой стали;
Т¹ _пр приведенная стойкость инструмента при обработке известной стали.The machinability of steel by cutting was evaluated under production conditions in the manufacture of automobile parts. The wear rate was determined by the number of parts machined by one tool (T) and its wear on the rear surface in millimeters. The reduced resistance was calculated, representing the number of machined parts per 0.1 mm of wear:
T _ave. =

The ratio of the reduced tool life when processing workpieces from the proposed and known steels was determined by the coefficient of increase in tool life
K

where T ² _pr reduced tool life when processing the proposed steel;
T ¹ _pr reduced tool life when processing known steel.

Применение предлагаемой стали позволяет повысить уровень обрабатываемости резанием и уменьшить склонность к деформации при химико-термической обработке. The use of the proposed steel can increase the level of machinability by cutting and reduce the tendency to deformation during chemical-thermal treatment.

Claims

STEEL containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, sulfur, iron, characterized in that it additionally contains aluminum in the following ratio, wt.

Carbon 0.13 0.23
Silicon 0.17 0.37
Manganese 0.7 1.1
Chrome 0.4 1.1
Nickel 0.4 1.1
Molybdenum 0.15 0.25
Sulfur 0.020 0.035
Aluminum 0.012 0.04
Iron Else