Лигатура для стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 С 35/00 5 ЗОБРЕТЕНИЯ ОПИСАН АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВ(71) Гомельский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 755878, кл. С 22 С 35/00, 1980.(54) ЛИГАТУРА ДЛЯ СТАЛИ(57) Изобретениеотносится к металлургии.С .целью повышения технологическихсвойств модифицированных сталей лигатура содержит, мас Д: хром 6 - 11; никель 5.-9;марганец 3 - 7; кремний 6-9; титан 7-11; цеИзобретение относится к металлургии и. может быть использовано при модифицировании литейных сталей с повышенными технологическими свойствами.Цель изобретения - повышение техно-логических свойств стали,Предлагаемая лигатура для стали до-полнительно содержит ниобий, медь, алюмийий и цирконий при следующем. соотношении компонентов, мас.: хром 611; никель 5 - ,9, марганец 3-7; кремний 6-9титан 7 - 11; церий 8-12; азот 3,1 - .9; алюминий 0,5 - 2,5; углерод 0,5 - 2,0; ниобий 8 - 12;медь 2-5; цирконий 0,3-2,7; железо остальное.Наиболее близ к.изобретению является лигатура дл тали, содержащая,мас оО О; кои я с 0,05 - ,0,440-50 20-30 6 - 10 УглеродХромНикельКремнийАзотМарганец 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Ы 1749290 А 1 2рий 8-12; азот 3,1-9; углерод 0,5-2; алюминий 0,5-2,5; ниобий 8-12;медь 2-5; цирконий 0;3 - 2,7 и . железо - остальное. Применение изобретения для легирования стали 35 ХГСЛ позволяет повысить ударную вязкость до 86-95 Дж/см, горячую пластич 2ность до 11-15 скручиваний, задиростойкость до 1410-1480 циклов; фрикционную стойкость до 585-623 циклов, предел выносливости при растяжении-сжатии до 532-565 МПа, эксплуатационную стойкость до 461- 512 смен, 2 табл. Титан 2 - 6Церий 0,2 - 1Железо ОстальноеИзвестная лигатура обеспечивает при модифицировании стали следующие свойства: склонность к образованию горячих трещин при наплавке и сворке 7,8 - 8,4 мм/мин; стойкость против задира 750 - 850 циклов; горячая пластичность 4 - 6 скручиваний и ударная вязкость - 60 - 72 Дж/см,2Цель изобретения - повышение технологических свойств стали.Дополнительное введение ниобия в ко личестве 8-12 мас.0, обусловлено его высокой модифицирующей и химической активностью, способностью повышать однородность структуры и технологических ,свойств стали, При его концентрации до 8 мась влияние на однородность структуры и . технологические свойства недостаточное, а при увеличении концентрацииниобия . (более 12 мас.0) снижаются трещиностойкость; ударная вязкость и горячая пластич- ность.В предлагаемой лигатуре содержаниетитана повышается до 7 - 11 мас,%, Нижнийпредел его содержания установлен исходяиз необходимости выравнивания структурыстали, ее твердости и повышения технологической пластичности. При концентрациититана более 11 мас.% возрастает склонность стали к кораблению и снижаются характеристики однородности структуры,предела выносливости при растяжениисжатии и трещиностойкости,Нижние пределы концентрации углерода (0,5 мас.%) и кремния (6 мас.%) установлены с целью исключения образования вструктуре большого содержания эвтектического цементита, исключения образованиягорячих трещин и повышения стойкости ккороблению и трещинам при охлажденииотливок. Верхние пределы концентрацииуглерода (2 мас,%) и кремния (9 мас.%) обусловлены увеличением неоднородностиструктуры, снижением технологической;пластичности и упругопластических свойствпри более высоких концентрациях,Никель в количестве 5 - 9 мас, ф повышэет стойкость к межкристаллитной коррозиии трещиностойкость при литье, сварке и наплавке, снижая склонность к короблению и.задирам, При канцентрацйи никеля до 5мас.% технологические свойства и задирастойкость недостаточны, а при увеличенииего концентрации более верхнего пределаповышается склонность к короблению иснижается стойкость к горячим, трещинам иударная вязкость. 35Дополнительное введение цирконияспособствует измельчению структуры стали, повышению технологических свойств игорячей пластичности. При концентрациициркония до 0,3 мас,% стойкость модифицированнай стали к образованию горячихтрещин,задира при трении и ударная вязкость недостаточны. При концентрации.циркония более 2,7 мас,% снижаются характеристики однородностй структуры стали. горячей пластичности и технологическихсвойств.Хром ухудшает трещиностойкость и тех,нологическйе свойства модифицированныхсталей, поэтому его содержание в лигатуре 50ограничено концентрацией 11 мас.%, вышекоторой ухудшается однбродность структуры и снйжаются пластические свойства, Приконцейтрацйихрома до 6 нас, ф характеристики"горячей плэстйчности и эксплуатэционных свойств недостаточныВведение меди в количестве 2-5 мас.%измельчэет структуру стали, повышает стойкость к задиру и сварочно-технологическиесвойства, При концентрации меди до 2 мас,% стойкость к задиру и сварочно-технологические свойства недостаточны, Повышение содержания меди (более 5 мас.%) приводит к усилению ликвидации и снижению однородности структуры, технологических и эксплуатационных свойств в отливках и сварно-литых изделиях.Церий и марганец оказывают раскисляющее влияние и повышают модифицирую-. щую способность лигатуры, измельчая зерно в модифицированнойстали и повышая пластичность и технологические свойства. При концентрации церия менее 8 мас.% и марганца менее 3 мас,% модифицирующий эффект лигатуры недостаточен и технологические свойства стали низкие, а при увеличении их концентрации более вер- . хних пределов увеличивается концентрация неметаллических включений по границам зерен и снижаются характеристикипластичности; трещинастойкости и эксплуатационных свойств.Азот способствует измельчению структуры и повышению стойкости стали кзадираобразованию и механических свойств, При увеличении концентрации азота (более 9 мас.%) повышается содержание неметаллических включений по границам зерен и снижаются ударйая вязкость и упругапластические и сварочно-технологическиЕ свойства. При концентрации азотада 3,1 мас,% недостаточны характеристики механических свойств, стойкости к зэдирообразованию при трении и горячей пластичнбсти.Алюминий оказывает раскисляющее и модифицирующее действие, павыщая сварочно-технологические свойства и горячую пластичность, Верхний-предел концентрации алюмийия (2,5 мас,%) обусловлен увеличением угара .и пористости стали, снижением стойкости к межкристаллитной коррозии и упругопластических. свойств, При снижении концентрации алюминия в лигатуре менее (0,5 .мас,%):ухудшается ее раскисляющая способность и снижаются однородность структуры и сварочно-технологические и эксплуатационные свойства,Лигатурудля стали получают в открытых индукционных печах сплавлением чистых . компонентовс ферросплавами при 1330- 1380 С, В качестве шихтовых материалов используют феррониабий ФН 650, ферротитан ФТи 1, никель НЗ, медь М 1, силикомарганец СМ 17, феррохром ФХ 650, сплав Ти 20 Цр 7, церий ЦеМи другие ферросплавы. Плавки лигатур проводят под слоем древесного угля и в конце плавки продувают. в течение 2-6 мин азотом, Заливку расплава проводят в плоские изложницы.5 1749290 Таблица 1 Таблиц а Составы известной и предлагаемой лигатур приведены в табл,1.Лигатуры испытывают при выплавке и разливке низколегированной стали 35 ХГСЛ, получаемой в дуговых печах, Лига туру присаживают при выпуске стали из печи в ковш в количестве 0,3% от массы расплавленного металла.В табл.2 приведены механические и технологические свойства модифицированных 10 сталей,Свойства сталей получены на стандартных образцах и пробах после нормализации при 870 - 890 С и отпуска.15 Формула изобретения Лигатура для стали, содержащая хром,никель, кремний, марганец, титан. азот, углерод, церий и железо, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что, с целью повышения технологических свойств стали, онэ дополнительно содержит ниобий, медь, алюминий и цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.%:Хром 6 - 11Никель 5-9Марганец 3-7Кремний 6-9,Титан 7-.11Церий 8-12Азот 3,1-9,0Алюминий 0,5 - 2,5Углерод 0,5-2,0Ниобий 8-12Медь 2-5Цирконий 0,3-2,7Железо Остальное