Файл: Металлургия Кировского завода сборник статей к 100-летию мартеновского производства на заводе (1874-1974)..pdf

проходили практику студенты-дипломанты, выполнявшие одновременно многие исследования для завода. Кроме того, в лаборатории обучалось значительное число лаборантов и техников для пополнения кадрами отдельных лабораторий и производственно-исследовательских групп.

Общее число высококвалифицированных инженерных кадров, рабо­ тавших в центральной лаборатории и в металлургических цехах за­ вода в годы первых пятилеток, составляло более 100 человек. Некото­ рые пз них во время Великой Отечественной войны и в послевоен­ ные годы работали уже директорами крупнейших заводов Советского Союза (Б. Г. Музруков, Ю. Е. Максарев, И. С. Исаев, И. И. Сафьянц

и др.).

Ниже приводятся краткие сведения по основным научно-исследова­ тельским и технологическим работам, выполненным центральной лабо­ раторией завода в разные годы при ближайшем участии работников металлургических цехов. Главное направление этих работ — значитель­ ное повышение качества и надежности стали и других сплавов, исполь­ зуемых в разных заготовках для выпуска тракторов, турбин и других объектов ответственного назначения.

V.Разработка новых марок стали

1.ИССЛЕДОВАНИЯ И ОСВОЕНИЕ ХРОМИСТЫХ И МАРГАНЦОВИСТЫХ МАРОК СТАЛЕЙ

ДЛЯ ТРАКТОРОСТРОЕНИЯ

Впериод развертывания тракторостроения (1930—1932 гг.) были исследованы и освоены в производстве малохромистые конструкцион­

строении и автомобилестроении в других странах, а также на первых партиях тракторов «Фордзон-путиловец».

В те годы наша страна сильно нуждалась в импорте таких метал­

в Советском Союзе еще не было. После исследования опытных плавок сталей, выплавленных в основных мартеновских печах (с содержанием хрома около 1% и углерода 0,1—0,17, 0,35—0,41 и 0,42—0,48%), хроми­ стые конструкционные стали как заменители хромоникелевых сталей с 1—1,5% никеля прочно вошли в массовое производство тракторов на Кировском заводе, а затем нашли широкое распространение и на дру­ гих автотракторных заводах Советского Союза.

Приоритет внедрения в массовое производство тракторов мало­ хромистых конструкционных сталей принадлежит Кировскому за­ воду.

59

В дальнейшем хромистые стали марок Х5, ХЗ и Х4 по нормали за­ вода 1934 г. вошли в стандарт с обозначением 15Х(Х5), 40Х(ХЗ) и 45Х(Х4).

Одновременно было начато исследование марганцовистых сталей в качестве возможных заменителей хромоникелевых и хромистых ста­ лей. Выплавка марганцовистых сталей с содержанием марганца около 1,6 % в основных мартеновских печах с использованием отходов из этой же стали являлась положительным процессом (в отличие от плавки хромистых сталей с использованием отходов этих сталей). По­ вышенное содержание марганца в деталях, изготовленных из такой стали (коленчатые валы, шатуны и др.), уменьшает изнашивание дета­ лей, особенно при повышенном содержании серы. В США применя­ лись марганцовистые конструкционные стали для ответственных деталей легковых автомобилей с повышенным содержанием серы — до 0 ,1 %.

На заводе были проведены исследования опытных плавок марган­ цовистых сталей следующих составов: сталь марки 34Г2 — углерода

0,3—0,37%, марганца— 1,6—1,9%; сталь марки 45Г2 — углерода 0,4— 0,47%, марганца— 1,6 —1,9% при содержании серы менее 0,045% и фос­ фора менее 0,04%.

Сталь марки 34Г2 применялась для коленчатых валов, полуосей и других деталей трактора в термически обработанном состоянии со сле­

более 6 кгм/см2.

Сталь марки 45Г2 применялась для деталей с более высокой твер­ достью (около 300 НВ), закаливаемых в масле после механической об­ работки (оси, червяки). Отпуск деталей после закалки проводился с охлаждением в воде для устранения отпускной хрупкости.

Марганцовистые стали показали весьма хорошие технологические свойства при плавке, прокатке и термической обработке. Прокатанные из марганцовистых сталей заготовки отличались более чистой поверх­ ностью, чем из хромистой стали, и не имели волосовин.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ МАЛОЛЕГИРОВАННОЙ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СТАЛИ „АСКОЛЬД11 (9ХВГ)

КАК ЗАМЕНИТЕЛЯ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ПРОШИВОК (БРОШЕЙ)

В 30-х годах при серийном выпуске первых советских тракторов «Фордзон-путиловец» возникли большие трудности с получением им­ портных прошивок, изготовляемых из быстрорежущей стали. Импорт специального инструмента из США почти прекратился. Отечественные инструментальные заводы не имели опыта в изготовлении такого слож­

60

ного инструмента, как прошивки длиной до 1,5 м с высокой твердостью, требуемой геометрией и точностью размеров. Поэтому возникшую проблему необходимо было незамедлительно решать у себя на за­ воде.

Для решения поставленной задачи исследовались два состава стали

снеодинаковой структурой:

1)сталь марки «Аскольд» завода «Красный путиловец» следую­

Сталь «Аскольд» применялась на заводе в небольшом количестве, главным образом для волочильных матриц и вырубных штампов холод­ ной листовой штамповки. По своим свойствам эта сталь обладала боль­ шей технологичностью на всех операциях изготовления и более низкой температурой закалки (800—820° С), чем сталь высокохромистая (1000—1100°С). Выбранные стали обладали малой чувствительностью к образованию закалочных трещин и малой деформацией после закалки.

Сталь марки Х12 применялась на заводе для изготовления воло­ чильных досок и некоторых штампов холодной штамповки.

Эти стали были выбраны для исследования и опробования с уче­ том реальных условий работы прошивок (небольшая скорость резания, необходимость высокой и однородной твердости на всех режущих зубьях инструмента). Кроме того, учитывалась необходимость вертикального положения прошивок при нагреве их перед закалкой (в целях сохране­ ния прямолинейности их перед погружением д масло).

Исследованием предусматривалось изучение деформации сталей после закалки и устойчивости аустенита при охлаждении и повторном нагревании стали из переохлажденного состояния дилатометрическим методом. Такое исследование впервые было выполнено автором статьи на заводе и представляло не только научный интерес, но было необхо­ димым для правильного установления режима термической обработки прошивок и их правки в неостывшем состоянии после закалки (рис. 6 ,

а, б и в; рис. 7, а, б и в).

В результате проведенного исследования и производственного опро­ бования было установлено, что малолегированная сталь «Аскольд» (9ХВГ) может служить заменителем быстрорежущей стали при изго­ товлении прошивок (брошей) для обработки стали с пределом прочно­ сти до 90 кг/мм2 и применением хорошей смазки.

Приоритет исследования и использования стали марки 9ХВГ вза­ мен быстрорежущей при изготовлении прошивок принадлежит Киров­ скому заводу (1932 г.).

61

в) 100° 200° 000° 400° 500° 600° 700° 800°835° 900°950°

Рис. 6, а, б, в. Дилатометрическое исследование инструмен­

тальных сталей марки «Аскольд» (9ХВГ).

63

а) юп° 200° 300° 400° 500° 600° 700° 803'80S' ООО°950°Ю00°

на боздуге с 980° Сталь XI2

64

Сталь х72

Рис. 7, а, б, в. Дилатометрическое исследование стали марки

XI2.

3.КОНСТРУКЦИОННЫЕ КРЕМНЕХРОМИСТЫЕ

ИКРЕМНЕМАРГАНЦОВИСТЫЕ СТАЛИ

Вгоды первой пятилетки на заводе инженером С. М. Барановым и другими были разработаны и освоены в производстве кремнехромистые

икремнемарганцовистые конструкционные стали как заменители хромо­ никелевой стали с содержанием никеля от 1,5 до 3%. Они вошли в ГОСТ 4534-48 под разными названиями:

1)сталь марки ЗЗХС (ГОСТ 4543-61) следующего состава: угле­

рода— 0,29—0,37%; кремния— 1,0—1,3%; марганца — 0,3—0,6%; хро­ м а— 1,3—1,6%; серы — менее 0,035%; фосфора — менее 0,035%;

2) сталь марки 37ХС (ГОСТ 4543-48) следующего состава: угле­ рода— 0,32—0,42%; кремния — 1,0—1,3%; марганца — 0,3—0,6%; хро­ м а— 1,3— 1,6%; серы — менее 0,04%; фосфора — менее 0,04%.

В дальнейшем эти стали с некоторыми незначительными измене­ ниями вошли в ГОСТ 4543-61 под названием 38ХСА и 40ХС. Сталь марки 40ХС отличалась от стали марки 38ХСА более высоким содер­ жанием углерода (0,37—0,45%) и кремния (1,2—1,6%) и обеспечивала наиболее высокую твердость после закалки.

Сталь марки ЗЗХС предназначалась как заменитель хромоникеле­ вой стали в термически обработанном состоянии с пределом прочности 80—95 кг/мм2 для деталей толщиной до 100 мм п с пределом прочно­ сти 150—170 кг/мм2 — для небольших толщин изделий (до 10—15 мм).

Стали марок 38ХСА и 40ХС с повышенным содержанием углерода применялись для нецементуемых шестерен после закалки в масле при температуре 900—880° С и низкого отпуска (180—210° С) с получением высокой твердости и ударной вязкости.

Кроме указанных двух марок сталей применялась кремнехромомо­ либденовая сталь марки ЗЗХСМ для изготовления поковок ответствен­ ного назначения с требованиями повышенного предела пропорциональ­ ности, а также пластичности на тангенциальных и поперечных об­ разцах.

Были также проведены исследования и опробованы в производстве кремнемарганцовистые стали:

1) сталь марки 35ГС (ГОСТ 4543-48) следующего состава: угле­ рода— 0,3—0,4%; кремния— 1,1—1,4%; марганца — 1,1—1,4%; серы — менее 0,04%; фосфора — менее 0,04%- Эта сталь применялась для дета­ лей толщиной до 60—70 мм с закалкой в воде и последующим высоким отпуском на предел прочности 85—90 кг/мм2;

2) малоуглеродистая сталь марки 27СГ (ГОСТ 4543-48) следую­

Эта сталь обладала повышенной твердостью и вязкостью в термически

66