Модификатор

(19) (1 Ц 682410 А С 35/О 51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБРЕТЕСВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИ К АВТОРСКОМ 37 й, А вич,Гарост, В.К.КарбаА,Русак и И,С.Без 21 С 27 06, 1980(57) Изобретение относив частности к составу мобработки износостойки я к металлур дификаторов талей. Цель -и,дляИзобретение относится к металлургии, в честности к составу модификаторов для обработки износостойких сталей.Цель изобретения - повышение механических свойств, хладостойкости и ударно- абразивной износостойкости стали,Модификатор, содержащий титан и алюминий, дополнительно содержит церий и азот при следующем соотношении компонентов, мас.0 ь:Алюминий 8 - 10 Церий 10-14 Азот 24-28 Титан Остальное Существенным отличием предлагаемого комплексного модификатора являетСя наличие оптимальных концентраций каждого из элементов, которые в результате всестороннего воздействия на процессы формирования структуры (как на стадии кристаллизации, так и на стадии охлаждеаны в табл. 1. предлагаемо(21) 4661070/02(56) Заявка ЯпониМ 55-18544, кл, С ехнологическии институт вышение механических свойств, хладостойкости и ударно-абразивной износостойкости стали. Модификатор, содержащий титан и алюминий, дополнительно содержит церий и азот при следующем соотношении компонентов, мас./ алюминий 8 - 10; церий 10 - 14; азот 24 - 28; титан остальное. Введение в состав модификатора церия и азота в указанных пределах приводит к уменьшению размеров аустенитных зерен, снижению ликвации фосфора, образованию мелкодисперсных нитридов и фосфидов алюминия внутри аустенитных зерен, упрочняющих кристаллическую решетку, и повышению прочностных характеристик, 2 табл,ния) обеспечивают в обработанной стали повышение всего комплекса механических характеристик. Титан и азот образуют в расплаве тугоплавкие нитриды, которые, являясь модификаторами первого рода (инокуляторами), обеспечивают увеличение числа центров кристаллизации и уменьшение размеров аустенитных зерен, Одновременно церий и несвязанный в нитриды азот, являясь модификаторами второго рода (поверхностно-активными элементами), затрудняют рост центров кристаллизации и тем самым также способствуют уменьшению размеров зерен, Алюминий при кристаллизации отливки связывает фосфор в тугоплавкие соединения. Кроме того, мелкодисперсные нитриды алюминия, церия и титана обеспечивают эффективное упрочнение металлической матрицы.Составы модификатора дКомплексные модификаторы1682410 25 8 - 1010-14 24-28 Остальное Таблица 1 Соде икат юмини ер ныиаемый Та 0 в, МП 18 880 900 го состава (табл. 1) получают методом сплавления в глазменно-индукционной печи, В качестве шихты использукп церий, титановую губку, алюминий А 8,Насыщение расплава азотом осуществляют азотной плазмой, генерируемой плазмотроном ПД. Режим работы плазмотрона; ток дуги б 00 - 700 А, расход плазмообразующего газа 3 - 5 г/с, продолжительность обработки 25-30 мин.После расплавления модификатор выливают в водоохлаждаемый кристаллизатор и вводят через специальный канал в крышке индукционной печи в обрабатываемую сталь в количестве 13-15 кг/т (температура металла 1530 10 С).Для определения механических свойств стали после закалки с температуры 1150 С в воду используют стандартные методы (табл, 2). Пробы берут по ГОСТ 977-75 от пробных брусков типа У 1, которые отливают в сухие песчаные формы, Испытания на растяжение проводят на цилиндрических образцах диаметром 10 мм с расчетной длиной 50 мм. Определение ударной вязкости проводят на образцах при 20 и 40 С (по 3 образца на точку).Моделирование условий ударно-абразивного износа проводят в шаровой мельнице. внутренние размеры барабанов которой следующие: диаметр 200 мм, длина 320 мм, мельница совершает 32 об/мин, В каждый барабан загружают стальные шары (НКС 50) диаметром 50 мм, 10 кг щебень гранитный (б кг) и испытываемые образцы размером 10 х 10 х 25 мм, Оценка износостойкости стали характеризуется величиной относительного износа. За эталонпринимают образец стали, обработанноймодификатором известного состава.5 Введение в состав комплексного модификатора церия и азота в пределах 10-14 и24-28 мас.,4 соответственно приводит кзначительному измельчению размеров аустенитных зерен, снижению ликвации фос 10 фора, образованию мелкодисперсныхнитридов и фосфидов алюминия внутриаустенитных зерен, упрочняющих кристаллическую решетку, и, как следствие, к повышению прочностных характеристик,15 хладостойкости и ударно-абразивной износостойкости; предел прочности увеличивается в 1,3 раза, предел текучести - в 1,4 раза,относительное удлинение - в 1,7-1,9 раза,относительное сужение - в 1,7-2,0 раза,20 ударная вязкость при 20 С - в 2,0-2,4 раза,при 40 С - в 3,1-4,0 раза и износостойкость - в 1,5 - 1,9 раза,Формула изобретения Модификатор, содержащий алюминий ититан, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения механических свойств, хладостойкости и ударно-абразивной износо- ЗО стойкости, он дополнительно содержитцерий и азот при следующем соотношении компонентов,мас.ф,:АлюминийЦерий35 АзотТитан