Демпфирующая сложнолегированная сталь ДСЖ-4

(51) 22 38/00 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Разработка сложнолегированной стали для изготовления из нее деталей с высокими прочностью и вязкостью сердцевины (трубы токарных автоматов, крепежные детали, валы,полуоси автомобилей, зубчатые колеса, оси,цилиндры, коленчатые валы, шатуны, шпиндели) с повышенными демпфирующими свойствами,которая обеспечит снижение шума - эту задачу удалось осуществить за счет легирования стали церием (1,28), ниобием (0,06), марганцем(1,22), кремнием (0,12), титаном (0,11),ванадием (0,62) и хромом (0,07). Получен сплав, в котором скорость затухания звука намного выше,чем в сравниваемом сплаве, это осуществляется за счет того, что дополнительно в сплав введен церий(72) Сулеев Досым Касымович Утепов Еркасын Балапанович Жумадилова Жанар Оразбеккызы(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Инновационный патент РК 21006, кл. 22 38/60, 22 33/10, 2009(54) ДЕМПФИРУЮЩАЯ СЛОЖНОЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ ДСЖ-4(57) Изобретение относится к области металлургии,металловедению, а именно, к сталям, используемым для деталей машин и механизмов. Изобретение относится к области металлургии,металловедению, а именно, к сталям, используемым для деталей машин и механизмов. Одна из самых важных особенностей стали состоит в том, что ее свойства можно изменять в очень широком диапазоне простым изменением содержания углерода. Чем больше углерода в стали, тем больше ее предел прочности при растяжении, но тем меньше пластичность, т.е. деформация до разрушения. Нелегированная сталь со средним содержанием углерода пригодна для таких изделий,от которых требуются прочность и сопротивление износу, например, для рельсов. В последнее время появился спрос на демпфирующие стали и сплавы,которые обеспечивают гашение вредных шумов, тем самым не только повышая срок службы деталей машин и механизмов, но и улучшая условия труда металлургов. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату - получению сплава,обладающего повышенными демпфирующими свойствами, является сталь, содержащая, вес,Инновационный патент 21006,А 4, С 22 С 38/60, опубликовано 16.03.2009, бюл. 3. Кремний 0,25-0,65 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. Недостатком известной стали является ее относительно невысокая демпфирующая способность. Сплав на основе железа имеет следующие характеристики демпфирования внутреннее трение (-1) 5,010-4 - 5,1510-4, уровень звука 93-95 дБ. Задачей изобретения является получение сплава с повышенным внутренним трением. Для решения поставленной задачи в сталь,содержащую углерод, кремний, марганец, никель,хром, молибден, ванадий, селен, ниобий, алюминий,бор и железо, дополнительно добавлены церий и титан, но отсутствует никель, молибден, селен,алюминий, бор, а содержание ниобия, марганца,ванадия увеличено в два, три раза тогда как содержание кремния и хрома слегка уменьшены. Химический состав стали представлен в таблице 1. Таблица 1 ДСЖ-4 0,01 1,28 0,06 1,22 0,12 0,11 0,62 0,07 Примечание ДСЖ-4 - демпфирующая сложнолегированная сталь Жумадиловой Ж.О. Техническим результатом является повышение демпфирующих свойств. Церий редко используется в качестве легирующего элемента для демпфирования, но зачастую его добавка необычно меняет свойства сплавов. Благодаря исключительно высокому сопротивлению коррозии,титан является прекрасным материалом для изготовления химической аппаратуры. Но главное свойство титана, способствующее все большому его применению в современной технике, - высокая жаростойкость и жаропрочность, способность сохранять высокие механические свойства при повышенных температурах. Титан лишь немного тяжелее алюминия, но в три раза прочнее его. Это Сталь Предлагаемая Известная открывает перспективы применения титана в различных областях машиностроения. Использование титана в качестве легирующего элемента обусловлено целым рядом ценных свойств- высокая удельная прочность, малая плотность,коррозионная стойкость. Сплавы, легированные титаном, обладают высокими механическими,прочностными качествами при низких температурах. Сплав выплавлен в тигельной индукционной печи емкостью 12 кг с основной футеровкой. Отливали в металлическую изложницу размерами 210115115 мм. Демпфирующие свойства полученного сплава представлены в таблице 2. Таблица 2 Уровень звука, дБА Внутреннее трение (-1 )10 -4 62-66 25,2-27,1 93-95 5,0-5,15 Как видно из табл. 2 уровень звука в среднем уменьшился на 31 дБ, внутреннее трение в среднем на 1510-4, что указывает на то, что демпфирующие свойства предлагаемой стали выше, чем у известной. Причиной повышенного затухания звуковой энергии в сплаве ДСЖ-4 является фононное рассеяние, а также упругое двойникование и магнитные потери. Создание демпфирующих сталей и сплавов на основе железа улучшит условия труда,работоспособность работающих именно в металлургических и машиностроительных предприятиях, повысит срок службы машин и механизмов. Обеспечивает достаточные условия для изготовления из них деталей с высокими прочностью и вязкостью сердцевины (трубы токарных автоматов, крепежные детали, валы,полуоси автомобилей, зубчатые колеса, оси,цилиндры, коленчатые валы, шатуны, шпиндели) с повышенными демпфирующими свойствами. В сравнении с известными демпфирующими сплавами снижение шума составило 29-31 дБА. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Демпфирующая сложнолегированная сталь ДСЖ-4, содержащая углерод, ниобий, марганец, кремний, ванадий, хром и железо, отличающаяся тем, что дополнительно содержит церий и титан в следующем соотношении компонентов, вес,углерод 0,01 церий 1,28 ниобий 0,06 марганец 1,22 кремний 0,12 титан 0,11 ванадий 0,62 хром 0,07 остальное железо.