Сплав для раскисления и легирования стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1723178 А 1 2 С 35 0 51) САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТВУ ТОРСКОМУ(56) Авторское свидетельМ 986951, кл, С 22 С 35/Авторское свидетельВ 1421793, кл. С 22 С 35 скии ин тво СССРО, 1981.тво СССР00, 1988. сплава являетсяали.ышение износоИзобрет лургии, а им сплавов, исп легированияИзвестны гирования с кремний, бор тали,сплавы для раскислеали, содержащие ми другие элементы. леганец,ок данных спль полученной спо составу к ив следующего Основной недостат низкая износостойкост Наиболее близким гаемому является спла ческого состава, мас. Кремний Марганец Алюминий Кальций Магний Углерод Фосфоров - али, . длами 14,0 - 34,040-750,1 - 5,00,1 - 4,00,2 - 2,00,2-2,00,05 - 0,40,01-0,040,1-3,00,03 - 3,0002 100 Сера Бор Азот Медь Железо стал ьно ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ие относится к черной металнно к производству ферроьзуемых для раскисления(57) Изобретение относится к сплавам для раскисления и легирования стали. Цель изобретения - повышение износостойкости стали, Сплав содержит, мас4: Я 1 14 - 34; Мп 40 - 70; А 0,1-5,0; Са 0,1-4,0; М 9 0,2-2,0; С 0,2-2,0;Р 0,05-0,4;80,01-0,04;В 0,5-3,0; Сц 0,02 - 10,0; Ег 3,0 - 15; Ге остальное, В результате обработки предлагаемым сплавом стали марки Ст 35 ее износостойкость повышается на 3 - 110. 1 табл. Недостатком данногонизкая износостойкость стЦель изобретения - повстойкости стали.Поставленная цель достигается тем, что сплав, содержащий кремний, марганец, алюминий, кальций, магний, бор, медь и железо. дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас,Д:Кремний 14,0 - 34,0 Марганец 40,0-60,0 Алюминий 0,1 - 5,0Кальций 0,1-4,0 Магний 0,2-2,0 Углерод 0,2-2,0 Фосфор 0,05 - 0,4 Сера 0,01 - 0,04 Бор 0,5-3,0 Медь 0,02-10,0 Цирконий 3,0-15,0 Железо ОстальноеМалые присадки бора (в количестве 0,003 - 0,0050 ь в стали) сильно повышают прокаливаемость, Последняя особенно су20 образование камневидного излома, падение вязких свойств, снижение ее прокаливаемости,Бор следует вводить в металл, предварительно раскисленный и очищенный от избытка кислорода и азота такими сильными элементами, как алюминий и ванадий; вве 25 дение бора в ванну в виде комплексного сплава с этими элементами обеспечивает его высокое усвоение и использование, Вот почему из состава сплава исключен азот,Введение в состав сплава меди (0,02- 10,0 Д) способствует повышению износостойкости стали за счет образования ее прослоек, которые плотно и прочно сцепле 30 ны с поверхностью зерен, не окисляются, не наклепываются и способны к многократной пластической деформации без разрушения. Кроме того, медь, стабилизируя карбиды и карбонитриды бора, делает их устойчивымипротив выкрашивания. 40 При содержании в сплаве меди менее 0,02 6 нарушается стабилизация карбидов и карбонитридов бора, а образующейся медной прослойки оказывается недостаточно для защиты контактирующей поверхности. вследствие чего износостойкость стали снижается, Увеличение содержания меди в сплаве более 10; приводит к ее накоплению под слоем оксидов и внедрению меди при горячей обработке давлением в границы зерен, вызывая тем самым образование поверхности трещин,Наличие в сплаве в указанных количест 50 вах кремния и марганца обеспечивает уменьшение окисляемости бора и его равномерное распределение в объеме металла, что благоприятно сказывается на износостойкости и комплексе механических свойств стали. щественно возрастает при одновременном введении в сталь нескольких легирующих элементов. Введение в сплав бора в количестве 0,5 - 3;ь способствует повышению усвоения легирующйх элементов в сталь и повышению ее износостойкости, так как бор повышает раскислительную способность сплава; эффективно влияет на форму и природу включений в стали,Бор в количестве менее 0,5; не увеличивает раскислительную способность сплава, что не приводит к уменьшению угара элементов и не является микролегирующей добавкой из-за незначительности его содержания в сплаве. При содержании в сплаве бора 3возникает реальная угроза ухудшения свойств стали, а именно опасность возникновения красноломкости, снижение технологической пластичности,Содержание в предлагаемом сплаве0,1 - 5,0; алюминия в совокупности с боромувеличивает раскислительную способностьмарганца и кремния. Алюминия при содержании меньше 0,1не оказывает этого влияния, а при содержании его более 5,0повышается окисляемость сплава на воздухе и угар при использовании.Присутствие в сплаве 0,1 - 4,0 кальцияповышает чистоту по оксидным включениямсплава, а также физико-механические свойства обрабатываемой им стали. При содержании кальция менее 0,1 Д указанныйэффект мало ощутим, а при содержании более 4,0/ происходит не очищение матрицысплава от неметаллических включений, а еезагрязнение вследствие "запутывания" вней оксидов кальция.Магний в количестве 0,2 - 2,0 повышает усвоение марганца и алюминия. Это объясняется тем, что при введении сплава всталь происходит активное испарение магния, вызывающее барботаж металла, в результате чего происходит перемешиваниеметалла, которое способствует равномерному распределению и усвоению марганца,кремния и алюминия.При содержании магния менее 0,2%уменьшается модифицирующая способность сплава, а при увеличении его содержания более 2,0, влияние магния на формуи размеры включений значительно уменьшается, что ухудшает комплекс механических свойств стали.Цирконий является хорошим раскислителем и модификатором стали, превосходяпо своей раскислительной способностиалюминий. Он связывает в прочные соединения азот и серу, нейтрализуя их вредноевлияние на сталь, В сочетании с.другимиэлементами он увеличивает вязкость, прочность и износостойкость стали, улучшает еепрокаливаемость, свариваемость, обрабатываемость и сопротивление коррозии,Цирконий позволяет снизить содержаниеазота в стали без ухудшения ее свойств, Привведении его в сталь устраняется красноломкость,При содержании в сплаве менее 3,циркония указанный эффект не достигаетсяиз-за получения низкого содержания циркония в стали, а при увеличении его содержания в сплаве более 15; остаточноесодержание циркония в стали становитсячрезмерным. Введение в сплав 3 - 15 циркония способствует образованию в сталипрочных нитридов циркония, что в свою очередь приводит к усилению бора как микролегирующего элемента.1723178 Износо.стойкостьпотерявеса образца,О зяг Иассовая доля элементов в сплаве, мвс,ь Т А 1 Предлага 14,02 24,0 З ЗО,О Известный4 гоэ 5 ф Остальное7 ю 5 6,0о,о 5 о,о 4 Оэг Оэ 03 0,4 0,01 2,0 О,г боэо Ов4 эо Оэг Оэ 5 1010 3 эо 50, 1 2,6 гто 1 12 1 э 7 5 ю 1 9 ьо 40,0 5,0 О, 1 2,0 3,0 0,02 15,0 5, н, 1 О,О 1,г О,г О,ОЗ 57 ъ 5 2 т 6 гво 211 1,6 5,0 Составитель Л,КарасеваРедактор М.Петрова Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле Заказ 1045 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Предлагаемый сплав в виде примесей содержит углерод. фосфор и серу, содержание которых строго ограничено из-за их влияния на свойства обрабатываемой стали.Получение предлагаемого сплава основано на восстановлении углеродом в руднотермической печи оксидов кремния, марганца, циркония, кальция, алюминия и бора, Медь вводят в шихту в виде отходов медной стружки, В качестве восстановителя при выплавке сплава используется металлургический коксик.В лабораторных условиях методом сплавления выплавили три состава предлагаемого сплава иодин известный со средним значением ингредиентов.В таблице показан химический состав сплавов, а также приведены результаты иси ытан ия из носостой кости Ст 35 (износостойкость определяли по ГОСТУ).Сплавы получены в индукционной печи емкостью 10 кг, используются для легирования и раскисления стали марки 35. Обработка стали известным и предлагаемым сплавами производится одинаковым их количеством(15,5 г/кг стали) без дополнительных корректировок,Формул а изо бр ете н и я5 Сплав для раскисления и легироваииястали, содержащий кремний, марганец,алюминий, кальций, магний, бор, медь, углерод, фосфор, серу и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что с целью повышения износостой 10 кости стали, он дополнительно содержитцирконий при следующем соотношениикомпонентов, мас. :Кремний 14 - 30Марганец 40-6015 Алюминий 0,1-5,0Кальций 0,1 - 4,0Магний 0,2-2,0Бор 0,5-3,0Медь 0,02-10,020 Углерод 0,2 - 2,0Фосфор 0,05 - 0,4Сера 0,01 - 0,04Цирконий 3 - 15Железо Остальное