Лигатура для стали

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИО ЛИСТИ"1 ЕСНИХРЕСПУ БЛИН 51)5 С 22 ЕНИЯ ЕЛЬСТВУ ко 54) ЛИГАТУ 57) Изобре лургии, в ч ДЛЧ СТА.1 ние относится тности к лига для 5 Н 2 Н Жидкотекучес на спиральной т Кери, трещнност образной технол таточные напряж о едсляют и пробе хнологическ ть - на ской пр вездое и ос тчатоГ ги- на ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ А ВТОРСНОМУ СИИ(56) Авторское свидетельство СССРй, кл. С 22 С 35/00, 1980,Изобретение относится к металлургии, в частности к лигатурам для мо. дифицирования углеродистых литейных сталей с повышенными характеристиками технологических свойств,Цель изобретения - повышение технологических свойств стали.П р и м е р. Опытные плавки лига. - тур проводят в индукционных электропечах с тиглями емкостью 150 кг методом переплава, В качестве шихтовых материалов используют феррохром ФХ 600 Н (ГОСТ 4757-77), никель НМц 2,5 (ГОСТ 492-80), марганец МрНО (ТУ 14 5-6-71) ферроалюминоцирконий ФАЦр 1 (ТУ 14-5-40-84), силикокальций СКЦр (ТУ 14-141-83-87), ферроцерий (ТУ 1243-75), ферромарганец ФМн 75 Н (ГОСТ 4755-80) и хром Х 99 АН (ГОСТ 5905-79). Ферроцерий и сплав ФАЦр 15 Н вводят в конце плавки по".ле рафинирования расплава, Разливку лигатуры производят ЯО 1617031 модифицирования углеродистых литейных сталей,с повьппенными характеристиками технологических свойств. Цельизобретения - повьппение технологических свойств углеродистой литейнойстали. Лигатура дополнительно содержит алюминий, цирконий, кальций ифосфор при следующем соотношении компонентов, мас 7: хром 7,5-10,5; никель 6,4-8,3; кремний 6,1-98; марганец 9,3-13,6; титан 0,2-0,6; азот7,1-11,3; углерод 0,4-1,5; церий7,5-9,2; алюминий 9,0-12,3; цирконий7,2 - 9,6; кальций 5,1-8,0; фосфор 0,23,2 и железо остальное 2 табл. в плоские металлические изложницы для получения плиток толщиной 20-25 мм.В табл. 1 приведены химические составы лигатуры опытных плавок.Лигатуры испытывают при разливке литейной углеродистой стали марки 35 Л (ГОСТ 977-75), выплавленной в дуговой печи типа ДС,5 и содержащей перед микролегированием в ковше, мас.Е: углерод 0,34; кремний 0,52; марганец 0,28; никель 0,2 и сера 0,04.В табл. 2 приведены механические и технологические свойства микролегированных известной и предлагаемой лигатур для сталей, Величина присадки составляет 0,87 от массы расплава, 1617031технологической пробе с диаметрами брусьев 12 и 20 мм. Ударную вязкость определяют на образцах 10 х 10 х 55 мм типа 11 по методике испытания на удар 5 ный изгиб при комнатной температуре в соответствии с ГОСТ 9454-78.Дополнительное введение алюминия связано с его эффективной раскисляю" щей, нитридообразующей и модифицирующей способностью, что способствует Очистке расплава от примесей и повышение дисперсности структуры и технологических свойств стали. Повышение концентрации алюминия более15 12,3 мас,.% снижает однородность структуры, трещиностойкость и пластичность. При снижения концентрации менее 9 мас.% раскисляющая и модиФицирующая способность алюминия недостаточны, что снижает технологичес" кие свойства стали.Дополнительное введение циркония обусловлено его микролегирусщим влиянием на структуру стали в отливках, способствующим повьппению дисперсности структуры в отливках и сварном шве, снижению склонности к Образованию горячих трещин и повышению те;- нологических свойств. При концентрации циркония до 7,2 мас.% микролегирующий эфФект лигатуры и технологи" ческие свойства стали недостаточны а при увеличении концентрации его более 9 6 мас.% ухудшается пластичность стали, увеличивается склонность 5 к трещинам при литье и при сварке.Кальций Оказывает раскисляющее действие, очищает границы зерен, повышает пластичность, сопротивляемость40 образованию трещин и механические свойства. Верхний предел содержания кальция обусловлен недостаточной растворимостью его в стали и сниже;1 ием горячей пластичности и трещиностой кости при более высокой его концентрации, а нижний предел (5,1 мас.%) снижением раскисляющей способности, жидкотекучести стали и увеличением склонности к Образованис горячих трещин при его более низких концентра 5 О циях аФосфор повышает зидкотекучесть стали, измельчает структуру и способствует повышению механических свойств, При концентрации Фосфора до 0,2 мас,с жидкотекучесть и механические свойства недостаточны, а при увеличении годержания фосфора более 3.,2 мас% снижается "стабильность структуры,увеличиваются остаточные термические напряжения в отливках и увеличивается склонность к образованию трещин,Снижение содержания хрома до 7,5- 10,5 мас.%, никеля до 6,4-83 мас.% связано с необходимостью повьппения жидкотекучести, трещиностойкости и других технологических свойств углеродистых сталей, которые при более высоких концентрациях хрома и никеля снижаются. При снижении концентрации хрома и никеля меньше нижних пределов отмечается укрупнение структуры стали в отливках, снижение технологичес-. кой пластичности и механических свойств и увеличение склонности к образованию горячих трещин при сварке.Церий оказывает раскисляющее и сфероидизирующее действие на литейную сталь, способствует повьппению технологических и механических свойств, поэтому его содержание в лигатуре повышено до 9,2 мас.%, Нижний предел концентрации церия (7,5 мас,%) Обусловлен недостаточной раскисляющей и сфероидизирующей способностями его при более низких концентрациях, что приводит к снижению трещиностойкости и пластичности. При увеличении содержания церия более 9,2 мас. % повьппается угар его в стали, увеличивается концентрация неметаллических включений и повьппается склонность к образованию горячих трещин при.р кР СОдзржание марганца (9,3-13,6 мас %) титана (0,2-0,6 мас. %), азота (7,1-.11,3 ма . %) и углерода (0,4-1,5 мас %) принято исходя из практики производства лигатур для сталей с повьппенными пластическими и технологическими свойствами, Их содержание на верхних пределах Ограничено концентрациями, вьп;е которых укрупняется структура ;.,али з Отливках, снижаются технологические свойства. При увеличении концентрации марганца более 13,6 мас,% повьппавтся остаточные термические напряжения и склонность к трешинам:Как видно из табл. 2, при использовании предлагаемой лигатуры для микролегирования конструкционной углеродистой литейной стали достигаютея более ысокие технологические1свойства, чам при использовании известной лигатуры,7,5-10,5 Т а блица Лига- Содержание компонентов в лигатуре, мас. 7. (остальное железо)тураХром Ни- Крем- Иар- Азоткель ний ганец гле- Церий Цирко- Алю- Фосний миний фор Титан Каль- ций од 4 0,4 7,1 0,4 8,5 0,9 1.1, 3 1, 5 7 , 0 0 , 2 8 , 6 1, 6 1,0 3 7,5 0,2 8,4 0,4 9,2 0,6 7,1 0,1 9,3 0,8 20 10 6 64 61 93 7,5 7,3 11,7 8,3 9,8. 13,6 6,1 6,0 9,0 8,4 10,1 14 457,58,610,56,311 9,0 0,210,0 2,312,3 3,2812,5 3,8 5,1 7,2 6,9 9,0 8,0 9,6 4,7 5,8 8,1 9,7 Та блица 2 оте- ТрещиноПре Ударнавязкость,Остаточные тер- мические Относительно ы клоннос образо проч- ности есть стоиудлинение сть,см нию го при рас напряжения в от чих/см трещин присварке,тяжении,МПа ливкМПа мм ми в.) 320 385 3 4,2 3,5 2,8 3,1 4,1 3 7 28 10 45 30 35 97 15 21 24 23 16 5 2 0 2 5 3 3 17 14 Составитель И, Бекреневетрова Техред Л,Сердюкова Осауленко рект Редак Заказ 4099Тираж 483ВНИП 1 И Государственного комите113035, Москва Подписно по изобретениям и о-35, Раушская наб., ытиям при ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгоро гарина,10 5 1617031Формула изобретения Лигатура для стали, содержащая хром, никель, кремний, марганец, титан, азот, углерод, церий и железо,5 о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения технологических свойств стали, она дополнительно содержит алюминий, цирконий, кальций и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас, Е;Хром 1