Сплав на основе железа

(51) 22 38/60 (2006.01) С 22 С 33/10 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА(57) Изобретение относится к области металлургии,а именно к сталям, используемым в качестве сплавов с повышенными демпфирующими свойствами. В предлагаемой стали уровень звука уменьшился на 6 дБ, внутреннее трение на 0,210-4, что повышает демпфирующие свойства сплава приводящее к эффективному гашению звуковых колебаний и вибрации в конструкционных материалах оборудовании и машин, улучшая условие труда на производстве.(72) Сулеев Досым Касымович Утепов Еркасын Балапанович Омирбай Роза Сулейменкызы Утепов Тимур Еркасынович Батесова Фируза Кайсарбековна Акубаева Дарья Мараловна Утепова Галия Еркасыновна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан 21006 Изобретение относится к области металлургии, а именно к сталям, используемым в качестве сплавов с повышенными демпфирующими свойствами. Развитие производственных мощностей современного оборудования, а также механизации и автоматизации технических процессов, где как основные конструкционные материалы используются сплавы на основе железа, приводит к возрастанию шума и вибрации в производственных помещениях. Одним из радикальных и целесообразных способов защиты от шума и звуковой вибрации является использование конструкционных материалов с демпфирующими свойствами исключающие генерацию шума при работе конструкции. Научно обоснованный подход направленное на снижение шумоизлучения с применением демпфирующих сплавов сталей является актуальным. Известные стали А.с. СССР 952996 кл. С 22 с 38/60, опубликовано 23.08.82. Бюллетень 31 наиболее близкие по технической сущности и достигаемому результату, получению сплава обладающего повышенными демпфирующими свойствами, является сталь, содержащая весУглерод 0,16-0,22 Кремний 0,25-0,65 Марганец 1,3-1,5 Никель 1,35-1,75 Хром 0,5-0,8 Молибден 0,25-0,45 Ванадий 0,02-0,08 Медь 0,4-0,6 Свинец 0,12-0,38 Иттрий 0,01-0,04 Селен 0,08-0,16 Железо остальное. Недостатком известной стали являются е относительно невысокая демпфирующая способность. Сталь имеет следующие характеристики демпфирования внутреннее трение(-1) 4,810-4 -4,9510-4, уровень звука 99-101 дБ. Задачей изобретения является получение сплава с повышенным внутренним трением. С этой целью в сталь, содержащую углерод,кремний, марганец, никель, хром, молибден,ванадий, медь, свинец, селен, иттрий, и железо дополнительно добавлены ниобий, алюминий и бор,но отсутствует углерод, медь, свинец, иттрий, а содержание селена уменьшено в два раза, никель и молибден слегка уменьшены, тогда как содержание ванадия увеличено в три раза, хром слегка увеличен. В сталь, содержащую углерод (0,16-0,22), кремний(0,01-0,04), селен (0,08-0,16) и железо (остальное) дополнительно добавленный ниобий (0-0,5),алюминий (0-1,0), бор (0-0,5), селен (0,05-0,08),никель (1,0-1,35), молибден (0,25-0,5), ванадий(0,08-1,5), хром (0,8-1,5), марганец (1,3-1,5),кремний (0,25-0,65) и железо (остальное). В полученном сплаве с повышенным внутренним трением (-1) 5,0-5,15, уровень звука 93-95 дБ. В заявляемой стали по сравнению с прототипом уровень звука снизилась на 6 дБ. Химический состав стали представлен в табл.1 Таблица 1 Сплав на основе 0,25-0,65 1,3-1,5 1,0-1,35 0.8-1.5 0.25- 0.08- 0.05- 0-0.5 0-1.0 0-0.5 остальжелеза 0.5 1.5 0.08 ное Технический результат Сплав выплавлен в индукционной высокочастотной печи. Разливку стали провели в металлические изложницы, с охлаждением в воздухе (при комнатной температуре 20). Охлаждение в металлических изложницах Сталь Предлагаемая Известная Как видно из табл. 2 уровень звука в среднем уменьшился на 6 дБ, внутренне трение в среднем на 0,210-4, что указывает на то, что демпфирующие свойства предлагаемой стали выше, чем у известной предлагаемой стали выше, чем у известной. Сведение,подтверждающее возможность осуществления изобретения демпфирующий сплав разработанной стали определяет скорость охлаждения и качество слитка, поэтому для получения технического результата необходимо выдержать указанные условия получения сплава. Демпфирующие свойства полученного сплава представлены в табл.2. Таблица 2 Внутреннее трение (-1)0-4 5,0-5,15 4,8-4,95 ванадий (0,08-1,5), хром (0,8-1,5), марганец (1,3-1,5),кремний (0,25-0,65) и железо (остальное). Выплавляется в индукционной электрической печи при температуре плавки 1550 С с выдержкой 20 мин., разливка в ковш с легированием редко земельного металла(селен),а алюминий осуществляется в ковш при разливке. Остальные легирующие элементы марганец, никель, хром,молибден, ванадий, ниобий, бор добавляются в 21006 расплав (в печь). Разливка проводится при комнатной температуре в кокиль. После охлаждения и разборки кокиля образцы подвергаются обрезке(отделение нижней и верхней части слитка). Затем слитки подвергаются нагреву в электрической печи до 1100-1200 С, с выдержкой 30 мин, а затем горячая ковка до получения образцов 60 х 60 х 7 мм. С последующей мехобработкои(фрезерование,строгание, шлифовка и полировка) с целью получения окончательных размеров, а также из кованных заготовок изготавливаются образцы для исследования внутреннего трения. Кроме этого образцы могут подвергаться термообработке (отжиг,нормализация, закалка, низкий отпуск и др.), что существенно влияет на уровень генерируемого шума. Предлагаемая сталь с повышенным демпфирующим свойством позволит увеличить эффективность гашения звуковых колебаний и вибрации в конструкционных материалах оборудовании и машин, повышая надежность работы и снижая уровень шума на рабочем месте. Применение такой стали для изготовления деталей и частей машин и механизмов не только позволит снижение шума и вибрации, но и повысит вибростойкость и надежность работы оборудования. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Сплав на основе железа, содержащий кремний,марганец, никель, хром, молибден, ванадий, селен и железо отличающийся тем, что в него дополнительно добавлен ниобий, алюминий и бор,соотношении компонентов, весКремний 0,25-065 Марганец 1,3-1,5 Никель 1,0-1,35 Хром 0,8-1,5 Молибден 0,25-0,5 Ванадий 0,08-1,5 Селен 0,05-0.08 Ниобий 0-0,5 Алюминий 0-1,0 Бор 0-0,5 Железо остальное.