Лигатура

.О П И С А Н И Е п 1 5706 МИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик) М 22 С 35/О с присоединением заявки 3) Приоритет Гасударственные комите Совета Министров ССС 0.08,77. Бю тень3 публиковлам изобретеи открытий Дата опубликования описания 30,09.7 72) Авторы изобретени Э. Я. Сидельков Л(71) Заявител Уральский нау сследовательский институт черных металл 4) ЛИГАТУ 10 - 40 8 - 400,5 - 5,0 Изобретение относится к области чернойметаллургии, конкретнее к ферросплавам (лигатурам) для раскисл ения и легированиясложнолегированных чугунов и сталей.В настоящее время для легирования и раскисления сталей и чугунов применяют ферросплавы: ферромарганец, ферросилиций, феррохром, феррованадий. Недостатком ферросплавов является низкое использование легирующих элементов, неравномерное распределение элементов по сечению отливки или слитка, слабо выраженный эффект модифицирования, что снижает механические характеристики чугунных и стальных изделий, Механические свойства металлических отливок отклоняются по сечению в 1,5 - 2 раза от среднегозначения,Известен сплав для измельчения зерна, содержащий, вес. %; кремний 30 - б 0; марганец15; кальций + барий ( 15 и хотя бы 4 из следующих элементов: церий, лантан, ниобий,тантал, ванадий, цирконий, алюминий, бор,20 - 40 1.Недостатком такого сплава является значительный угар основных элементов, составляющий по кальцию, церию, титану, лантану более 50% каждого, вследствие того, что сплавсодержит большое количество легкоокисляющихся компонентов с низким удельным весомИ температурой плавления, что ведет к его 30 быстрому расплавлению в шлаке или на поверхности металла, Эффективность раскисления и модифицирования металла снижается.Известна лигатура, содержащая, вес. %:Кремний 30 - 70Ванадий 4 - 20Кальций 3 - 20Титан 0,5 - 10Магний 3,0 - 20Марганец 0,5 - 10Хром 0,5 - 10железо Остальное 2Недостатками известной лигатуры является низкая степень использования основных элементов, недостаточная равномерность распределения элементов по сечению отливки, слабое модифицирующее действие лигатуры.Целью изобретения является увеличение степени использования основных элементов, равномерное их распределение по сечению отливки, повышение эффекта модифицирующего действия.Это достигается введением в предлагаемую лигатуру редкоземельных металлов (РЗМ) и углерода при следующем соотношении компонентов, вес. %:Ванадий 5 - 25 КремнийМарганецКальций570655 Таблица 1 Равномерность распределения (отклонение от среднего суммарного содержания),(отклонение от среднегосуммарного содержания,РЗМ С, Мп) % Содержание, вес. % Содержаниенеметаллических включений, % Балл зерна Магний Хром 8 10 12 11 0,106 0,065 0,045 0,057 2,09 20,7 39,3 0,50 2,50 4,90 РЗМ 1 - 15 Титан 0,5 - 5,0 Хром 2 - 40 Магний 0,5 - 5,0 Углерод 1,0 - 3,5 Железо ОстальноеЛигатуру применяют для легирования и раскисления стали и чугуна. Присадку лигатуры производят в жидкий металл в ковше или плавильной печи.Введенные в лигатуру хром и магний защищают от окисления легирующие и модифицирующие элементы: РЗМ, ванадий, и способствуют равномерному их распределению в металле. Лигатура имеет высокую плотность и погружается в глубинные слои, При растворении лигатуры магний выделяется и с высокой скоростью перемещается снизу вверх, перемешивая слои металла и лигатуры, Это способствует глубокому раскислению чугуна и стали, повышению степени усвоения компонентов и модифицирующего их действия, снижению расхода модификатора, а также удалению из стали и чугуна газов и серы. Кроме того, изучено влияние оптимальных добавок магния и хрома на размер зерна и равномерность распределения элементов по сечению. С этой целью проводят серию плавок с переменным содержанием магния и хроИз таблицы видно, что оптимальное содержание магния в лигатуре составляет 2,5%, хрома 20%, При этом достигается наименьшее содержание неметаллических включений, наилучшее распределение элементов по сечению слитка, которое определяется локальным Процесс осуществляется следующим обра.зом,В лабораторной индукционной основной печи емкостью 35 кг, расплавляют низкоуглеро 5 дистую сталь, содержащую; углерод 0,12%,марганец 0,10%, кремний 0,05%. Перед выпуском этого металла из печи вводят лигатуру следующего состава, вес, о/о. кремний 21,5;марганец 27,6; хром 26,2; ванадий 5,4; РЗМ10 4,6; магний 2,3; титан 0,71; кальций 0,61, Получают металл следующего состава, %.С 0,32; Мп 1,05; 51 0,48; Сг 0,90; Ч 0,15; РЗМ(сумма: церий, лантан, неодим и др.) 0,048;Т 1 следы; Са следы. Таким образом, усвоение15 элементов составляет: ванадий 98%, хром99% марганец 99%, РЗМ 364%. При введении этих элементов в сталь ферросплавамиили известными лигатурами усвоение указанных элементов на 5 - 10%, а РЗМ в 1,5 - 2 ра 20 за ниже. Сравнительные данные известной и предлагаемой лигатур в зависимости от содержания РЗМ и углерода приведены в табл. 1,ма в лигатуре. При этом состав исходного металла не изменяется, а состав лигатуры отличается только содержанием хрома и магния(см, табл, 2). 30 химическим И спеКтраЛьнЫм анализом, Нййвысший балл зерна.Как видно из приведенных данных, предлагаемая лигатура имеет явное преимущество по сравнению с известными сплавами, Повыше ние эффекта модифицирования позволяет сни570655 10 Ф о р мул а изобретения Составитель И. Чепикова Техред Л, Гладкова Корректор Л, 6 рахнина Редактор 3. Ходакова Подписное Заказ 2097/б Изд,727 Тираж 778 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/51 ипография, пр. Сапунова, и вить расход модификаторов и легирующих, таких как ванадий, хром, РЗМ, на 20 - 50%.Внедрение предлагаемой лигатуры для раскисления и легирования позволяет улучшить качество чугуна и стали различного назначения, повысить эксплуатационные характеристики изготавливаемых из них изделий, что дает народному хозяйству экономический эффект в размере 25 руб. на 1 т лигатуры,Лигатура для раскисления и легирования стали и чугуна, содержащая ванадий, кремний, марганец, кальций, титан, хром, магний и железо, отличающаяся тем, что, с целью увеличения степени использования основных элементов, равномерности распределения их по сечению отливки, повышения сте. пени модифицирования, в нее дополнительно введены редкоземельные металлы и углерод, при следующем соотношении компонентов, вес. %:Ванадий 5,0 - 25,0 5 Кремний 10,0 - 40,0Марганец 8,0 - 40,0 Кальций 0,5 - 5,0 Редкоземельные металлы 1,0 - 15,0Титан 0,5 - 5,0 Хром 2,0 - 40,0 Магний 0,5 - 5,0 Углерод 1,0 - 3,5 железо Остальное 15 Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Патент США Л% 3383202, кл, 75 в 1,1966.2, Авторское свидетельство СССР Мо 451777, 20 кл. С 22 С 35/00, 1973.