[go: up one dir, main page]

RU2415194C1 - Steel - Google Patents

Steel Download PDF

Info

Publication number
RU2415194C1
RU2415194C1 RU2009125070/02A RU2009125070A RU2415194C1 RU 2415194 C1 RU2415194 C1 RU 2415194C1 RU 2009125070/02 A RU2009125070/02 A RU 2009125070/02A RU 2009125070 A RU2009125070 A RU 2009125070A RU 2415194 C1 RU2415194 C1 RU 2415194C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
impurities
manganese
silicon
nitrogen
Prior art date
Application number
RU2009125070/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009125070A (en
Inventor
Алексей Борисович Юрьев (RU)
Алексей Борисович Юрьев
Насибулла Хадиатович Мухатдинов (RU)
Насибулла Хадиатович Мухатдинов
Ольга Петровна Атконова (RU)
Ольга Петровна Атконова
Николай Анатольевич Козырев (RU)
Николай Анатольевич Козырев
Лариса Викторовна Корнева (RU)
Лариса Викторовна Корнева
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" filed Critical Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат"
Priority to RU2009125070/02A priority Critical patent/RU2415194C1/en
Publication of RU2009125070A publication Critical patent/RU2009125070A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2415194C1 publication Critical patent/RU2415194C1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: steel contains carbon, manganese, silicon, aluminium, niobium, chromium, nitrogen, iron and impurities at following ratio of components, wt %: carbon 0.36 - 0.44, manganese 1.10 - 1.60, silicon 0.90 - 1.50, aluminium 0.005 - 0.025, niobium 0.010 - 0.030, chromium 0.80 - 1.20, nitrogen 0.008 - 0.020, iron and impurities - the rest. As impurities steel contains sulphur not more, than 0.030 %, phosphorus not more, than 0.030 % and copper not more, than 0.40 %.
EFFECT: reduced cleavability of balls at quenching in water, increased operational resistance due to increased hardenability and raised hardness on surface and through cross section.
2 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к стали повышенной прокаливаемости, используемой для производства мелющих шаров особо высокой твердости диаметром от 80 до 100 мм.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to high hardenability steel used for the production of grinding balls of particularly high hardness with a diameter of 80 to 100 mm

Известна сталь [1], используемая для изготовления мелющих шаров, содержащая (в мас.%):Known steel [1] used for the manufacture of grinding balls, containing (in wt.%):

углеродcarbon 0,45-0,650.45-0.65 марганецmanganese 0,60-1,000.60-1.00 кремнийsilicon 0,60-1,200.60-1.20 алюминийaluminum 0,01-0,060.01-0.06 борboron 0,0025-0,00400.0025-0.0040 медьcopper 0,06-0,360.06-0.36 титанtitanium 0,02-0,060.02-0.06 железоiron остальноеrest

Существенным недостатком данной стали является недостаточно высокая износостойкость шаров диаметром от 80 до 100 мм, изготовленных из данной стали, из-за низкой твердости на поверхности и по сечению.A significant disadvantage of this steel is the insufficiently high wear resistance of balls with a diameter of 80 to 100 mm made of this steel, due to the low hardness on the surface and in cross section.

Известна также сталь [2], выбранная в качестве прототипа, содержащая (в мас.%):Also known steel [2], selected as a prototype, containing (in wt.%):

углеродcarbon 0,50-0,850.50-0.85 марганецmanganese 0,70-1,500.70-1.50 кремнийsilicon 0,80-1,500.80-1.50 алюминийaluminum 0,002-0,060.002-0.06 один из элементовone of the elements группы, содержащейgroup containing ниобий и церийniobium and cerium 0,0002-0,050.0002-0.05 железоiron остальноеrest

Недостатками этой стали являются повышенная раскалываемость при закалке в воде, а также недостаточно высокая эксплуатационная стойкость шаров диаметром от 80 до 100 мм, изготовленных из этой стали.The disadvantages of this steel are increased cracking when quenching in water, as well as insufficiently high operational resistance of balls with a diameter of 80 to 100 mm made of this steel.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются: снижение раскалываемости при закалке в воде, а также повышение эксплуатационной стойкости мелющих шаров диаметром от 80 до 100 мм за счет увеличения прокаливаемости и повышения твердости на поверхности и по сечению.The desired technical results of the invention are: a decrease in cracking during quenching in water, as well as an increase in the operational resistance of grinding balls with a diameter of 80 to 100 mm by increasing hardenability and increasing hardness on the surface and cross section.

Для достижения этого сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий, ниобий и железо, дополнительно содержит хром и азот при следующем соотношении компонентов (в мас.%):To achieve this, steel containing carbon, manganese, silicon, aluminum, niobium and iron additionally contains chromium and nitrogen in the following ratio of components (in wt.%):

углеродcarbon 0,36-0,440.36-0.44 марганецmanganese 1,10-1,601.10-1.60 кремнийsilicon 0,90-1,500.90-1.50 алюминийaluminum 0,005-0,0250.005-0.025 ниобийniobium 0,010-0,0300.010-0.030 хромchromium 0,80-1,200.80-1.20 азотnitrogen 0,008-0,0200.008-0.020 железоiron остальноеrest

при этом примеси содержатся в следующих количествах: сера - не более 0,030%, фосфор - не более 0,030% и медь - не более 0,40%.while the impurities are contained in the following amounts: sulfur - not more than 0.030%, phosphorus - not more than 0.030% and copper - not more than 0.40%.

Заявляемый химический состав стали подобран исходя из следующих предпосылок.The inventive chemical composition of the steel is selected based on the following premises.

Содержание углерода 0,36-0,44% выбрано исходя из того, что при данной концентрации углерода образуется реечный мартенсит, который менее хрупок, чем хрупкопластинчатый мартенсит, образующийся при концентрации углерода свыше 0,44%.The carbon content of 0.36-0.44% was chosen based on the fact that at a given carbon concentration, rack martensite is formed, which is less brittle than brittle plate martensite, which is formed at a carbon concentration of more than 0.44%.

Соотношение марганца выбрано исходя из того, что при содержании марганца до 1,60% обеспечивается повышение твердости, прокаливаемости и сопротивляемости к трещинообразованию. Нижний предел выбран исходя из того, что марганец при содержании менее 1,10% не оказывает требуемого влияния на твердость и прокаливаемость.The ratio of manganese is selected based on the fact that when the manganese content is up to 1.60%, an increase in hardness, hardenability and resistance to cracking is provided. The lower limit is chosen based on the fact that manganese with a content of less than 1.10% does not have the desired effect on hardness and hardenability.

Кремний до 1,5% увеличивает прокаливаемость и повышает износостойкость шаров. При снижении концентрации кремния менее 0,90% значительно уменьшаются данные характеристики.Silicon up to 1.5% increases hardenability and increases the wear resistance of balls. With a decrease in silicon concentration of less than 0.90%, these characteristics significantly decrease.

При увеличении содержания хрома до 1,20% повышается твердость, прокаливаемость стали и обеспечивается получение мелкодисперсной структуры, что в свою очередь приводит к увеличению износостойкости мелющих шаров. При содержании хрома менее 0,80% наблюдается уменьшение прокаливаемости стали и, следовательно, износостойкости шаров.With an increase in the chromium content to 1.20%, the hardness and hardenability of the steel increases and a finely dispersed structure is obtained, which in turn leads to an increase in the wear resistance of grinding balls. When the chromium content is less than 0.80%, a decrease in the hardenability of steel and, consequently, the wear resistance of the balls is observed.

Содержание алюминия (0,005-0,025%) выбрано исходя из, с одной стороны, получения мелкого действительного зерна, с другой - исключения получения недопустимых глиноземистых неметаллических включений, увеличивающих склонность шаров к раскалыванию при ударных нагрузках.The aluminum content (0.005-0.025%) was selected based on, on the one hand, the production of fine real grains, and on the other, the exclusion of unacceptable alumina non-metallic inclusions, which increase the tendency of the balls to crack during impact loads.

Азот способствует образованию нитридов алюминия в стали. Концентрация азота менее 0,008% не приводит к образованию нитридов, обеспечивающих измельчение действительного зерна и, как следствие, снижение склонности шаров к раскалыванию при ударных нагрузках. При повышении азота более 0,020% возможны случаи возникновения пятнистой ликвации и образования пузырей в стали в результате «азотного кипения».Nitrogen promotes the formation of aluminum nitrides in steel. A nitrogen concentration of less than 0.008% does not lead to the formation of nitrides, which ensures the grinding of the actual grain and, as a result, reduces the tendency of the balls to crack under shock loads. With an increase in nitrogen of more than 0.020%, there may be cases of spotted segregation and bubble formation in steel as a result of "nitrogen boiling".

При содержании ниобия в количестве 0,010% образуются сложнолегированные карбиды, воздействующие положительно на измельчение аустенитного зерна и очищающие их границы от вредных примесей, а также увеличивающие ударную прочность и прокаливаемость. Увеличение содержания ниобия свыше 0,030% экономически невыгодно и нецелесообразно из-за его отрицательного влияния на жидкотекучесть стали и на качество поверхности шаров, а также их раскалываемость.When the niobium content is in the amount of 0.010%, complex alloyed carbides are formed, which positively affect the grinding of austenitic grains and cleanse their boundaries of harmful impurities, as well as increase impact strength and hardenability. An increase in the niobium content in excess of 0.030% is economically disadvantageous and impractical due to its negative effect on the fluidity of steel and on the surface quality of the balls, as well as their cracking.

Ограничение содержания серы, фосфора и меди выбрано исходя из качества поверхности готовых мелющих шаров.The limitation of the content of sulfur, phosphorus and copper is selected based on the surface quality of the finished grinding balls.

Серия опытных плавок с заявляемым химическим составом была выплавлена в дуговых печах ДСП-1 00Н10. Химический состав приведен в таблице 1. После разливки стали на МНЛЗ осуществляли прокатку и термообработку шаров с прокатного нагрева по технологии двухстадийного охлаждения с самоотпуском. Результаты испытаний приведены в таблице 2. Таким образом, заявляемый химический состав обеспечивает повышение твердости и эксплуатационной стойкости шаров.A series of experimental swimming trunks with the claimed chemical composition was smelted in arc furnaces DSP-1 00N10. The chemical composition is shown in table 1. After casting the steel at the continuous casting machine, the balls were rolled and heat treated from the rolling mill using the two-stage cooling technology with self-tempering. The test results are shown in table 2. Thus, the claimed chemical composition provides increased hardness and operational stability of the balls.

Источники информацииInformation sources

1. А.с. СССР № 1446189, C22C 38/16.1. A.S. USSR No. 1446189, C22C 38/16.

2. А.с. СССР № 1733495, C22C 38/12.2. A.S. USSR No. 1733495, C22C 38/12.

Таблица 1Table 1 Химический состав сталиThe chemical composition of steel СоставStructure CC MnMn SiSi AlAl NbNb CrCr NN PP SS FeFe 1one 0,350.35 1,461.46 1,291.29 0,0140.014 0,0120.012 0,880.88 0,0130.013 0,0210,021 0,0140.014 ост.rest 22 0,400.40 1,601,60 1,301.30 0,0110.011 0,010.01 1,201.20 0,0140.014 0,0160.016 0,0120.012 ост.rest 33 0,430.43 1,481.48 1,421.42 0,0160.016 0,020.02 1,111,11 0,0120.012 0,0230,023 0,0160.016 ост.rest 4four 0,440.44 1,581,58 1,241.24 0,0120.012 0,0150.015 1,151.15 0,0110.011 0,0150.015 0,0130.013 ост.rest 55 0,420.42 1,251.25 1,361.36 0,0130.013 0,0170.017 1,141.14 0,0150.015 0,0240.024 0,0180.018 ост.rest 66 0,480.48 1,521,52 1,481.48 0,0140.014 0,0220,022 1,101.10 0,0130.013 0,0210,021 0,0230,023 ост.rest прототипprototype 0,50-0,850.50-0.85 0,70-1,500.70-1.50 0,80-1,500.80-1.50 0,002-0,060.002-0.06 0,0002-0,050.0002-0.05 -- -- 0,022-0,0320.022-0.032 0,018-0,0240.018-0.024 остальноеrest

Таблица 2table 2 Механические свойства сталиMechanical properties of steel СоставStructure Твердость, МПаHardness, MPa Износ, гWear, g Раскалываемость шаров, %Ball cleavage,% Величина мартенситной и полумартенситной зоны, ммThe magnitude of the martensitic and semi-martensitic zones, mm на поверхностиon the surface на глубине 1/2 R (25 мм)at a depth of 1/2 R (25 mm) 1one 495495 415415 0,310.31 00 3838 22 514514 477477 0,230.23 0,50.5 50fifty 33 555555 514514 0,200.20 2,52.5 50fifty 4four 534534 495495 0,220.22 2,12.1 50fifty 55 555555 495495 0,230.23 2,72.7 50fifty 66 578578 534534 0,180.18 3,03.0 50fifty прототипprototype 496-524496-524 -- 0,19-0,410.19-0.41 2,2-3,72.2-3.7 19-2819-28

Claims (1)

Сталь для производства мелющих шаров диаметром от 80 до 100 мм, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий, ниобий, железо и примеси, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хром и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод 0,36-0,44 марганец 1,10-1,60 кремний 0,90-1,50 алюминий 0,005-0,025 ниобий 0,010-0,030 хром 0,80-1,20 азот 0,008-0,020 железо и примеси остальное,

при этом в качестве примесей содержатся сера - не более 0,030, фосфор - не более 0,030 и медь - не более 0,40.
Steel for the production of grinding balls with a diameter of 80 to 100 mm, containing carbon, manganese, silicon, aluminum, niobium, iron and impurities, characterized in that it additionally contains chromium and nitrogen in the following ratio, wt.%:
carbon 0.36-0.44 manganese 1.10-1.60 silicon 0.90-1.50 aluminum 0.005-0.025 niobium 0.010-0.030 chromium 0.80-1.20 nitrogen 0.008-0.020 iron and impurities rest,

while as impurities, sulfur is contained - not more than 0.030, phosphorus - not more than 0.030 and copper - not more than 0.40.
RU2009125070/02A 2009-06-30 2009-06-30 Steel RU2415194C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009125070/02A RU2415194C1 (en) 2009-06-30 2009-06-30 Steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009125070/02A RU2415194C1 (en) 2009-06-30 2009-06-30 Steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009125070A RU2009125070A (en) 2011-01-10
RU2415194C1 true RU2415194C1 (en) 2011-03-27

Family

ID=44052842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009125070/02A RU2415194C1 (en) 2009-06-30 2009-06-30 Steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2415194C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1446189A1 (en) * 1987-06-15 1988-12-23 Предприятие П/Я Г-4774 Steel
SU1668461A1 (en) * 1989-04-11 1991-08-07 Бакинский Опытно-Механический Литейный Завод Им.Воровского Steel
JP2006291295A (en) * 2005-04-11 2006-10-26 Nippon Steel Corp High strength bolt excellent in delayed fracture resistance and method for producing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1446189A1 (en) * 1987-06-15 1988-12-23 Предприятие П/Я Г-4774 Steel
SU1668461A1 (en) * 1989-04-11 1991-08-07 Бакинский Опытно-Механический Литейный Завод Им.Воровского Steel
JP2006291295A (en) * 2005-04-11 2006-10-26 Nippon Steel Corp High strength bolt excellent in delayed fracture resistance and method for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009125070A (en) 2011-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101656980B1 (en) Stainless steel brake disc and method for manufacturing same
KR101655006B1 (en) Steel wire rod or bar steel
EP3034642B1 (en) Martensitic stainless steel having excellent wear resistance and corrosion resistance, and method for producing same
CN106062229B (en) Rolled products for high-strength springs and steel wires for high-strength springs
EP2980257A1 (en) Low-alloy high-hardness wear-resistant steel plate and manufacturing method therefor
EP3249070B1 (en) Rail
RU2583229C1 (en) Method of producing ultrahigh-strength sheet steel
WO2018168248A1 (en) Abrasion-resistant steel sheet and method for producing abrasion-resistant steel sheet
EP3631032A1 (en) High-strength, hot rolled abrasive wear resistant steel strip
CN111511952B (en) Wear-resistant steel having excellent hardness and impact toughness and method for manufacturing same
KR101654684B1 (en) Mooring chain steels with high strength and high impact toughness at low temperature and method for manufacturing the same
RU2625861C1 (en) Production of steel sheets of higher wear resistance
RU2368693C2 (en) Wheel steel
RU2415194C1 (en) Steel
RU2601847C1 (en) Method of manufacturing rails of low-temperature reliability
RU2349675C2 (en) Wheel steel
KR20180074322A (en) Austenite stainless steel excellent in corrosion resistance and hot workability
RU2365667C1 (en) Rail steel
KR101602445B1 (en) Steel for Hydraulic Breaker Chisel With High Hardenability and Method for Manufacturing the Same
JP5141313B2 (en) Steel material with excellent black skin peripheral turning and torsional strength
RU2593810C1 (en) Method for production of high-strength steel sheet
JP6459704B2 (en) Steel for cold forging parts
RU2603404C1 (en) Method for production of high-hardness wear-resistant sheet products
RU2425168C2 (en) Steel
RU2340699C2 (en) Steel for grinding balls

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130701