Лигатура

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик п 11954475(22) Заявлено 02.07,80 (21) 2949940/22-02с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 300882, Бюллетень М 932Дата опубликования описания 300882 Р 1 М Кз С 22 С 35/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ЛИГАТУР вестйой едующем Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве легкообрабатываемой селентеллурсодержащей стали.Известна лигатура следующего состава, вес.%: селен 20 - 55, марганец - остальное 11 . Лигатура имеет высокую температуру плавления.Ее недостатком является сравнительно низкое содержание селена. Увеличение же количества присаживаемого материала в ковш или в изложницу в ходе разливки стали,. с целью повышения содержания селена в стали, приводит к значительному снижению температуры металла.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является лигатура 121 следующего состава, вес.Ъ:Магний 2-4Кальций 3-19Редкоземельныеметаллы 5-30Алюминий 0,5-1,5Селен 0,1-10Кремний ОстальноеНедостаток из лигатуры заключается в сл Содержание селена в легкообрабатываемых сталях колеблется в пределах от 0,04 до 0,35. Содержание же селена в лигатуре незначительно, а увеличение количества присаживаемой лигатуры приводит к повышению количества вводимых в составе модификатора РЗМ и, как,следствие, образованию цериевой неоднородности. Повышенное содержание кремния и алюминия приводит к снижению пластических свойств и ухудшению условий деформирования сложнолегированных сталей и сплавов. В большей своей части ли гатура состоит из легкоокисляющихсяэлементов (РЗМ, кальция, алюминия, кремния), которые не предохраняют дорогостоящий селен от угара при вводе в металл. Это объясняется отсутствием устойчивых (химически прочных) соединений селена с имеющимися в составе лигатуры элементами.Цель изобретения - снижение угара селена и улучшение обрабатывае мости сталей за счет повышения термодинамической устойчивости легколетучих соединений селена и поверхностной активности селена.Поставленная цель достигается тем, 30 что лигатура, содержащая селен, каль 954475нй, редкоземельные металлы, крем- ".:лй, дополнительно содержит теллур и медь при следующем соотношении ком" ьонентон, вес.Ъ:Селен 60-90КалЬций 0,1-15,0 5Редкоземельные металлы 1,0-10,0Теллур 5,0-30,0Медь 0,5-10,0Кремний Остальное 10Алюминий, магний и железо присутствуют, в лигатуре в виде примесей как сопутствующие элементы при введении силикокальция.Введение в составлигатуры селена позволяет повысить об рабатываемость стали и сплавов. При содержании в лигатуре менее 60 / селена эффект улучшения обрабатываемости металла не достигается, так как количество вводимого селена не достаточно. При введении ееф в сталь, г;цтример нержавеющую в лигатуре, содержащей свыше 90 селена, происходит интенсивный угар селена, так как температура плавления лигатуры очень 25 низкая - менее 320 О СТеллур прв введении в сталь также способствует улучшению обрабатываемости стали. При введении в лигатуру менее 5 теллура содержание теллура в металле незначительно (0,01) . Улучшения обрабатываемости металла не происходитувеличение содержания в лигатуре теллура свыше 30 может повлечь снижение показателей горячей пластичности металла (при содержании теллура в стали 0,03 - 0,4), а также ухудшение качества поверхности про ката.Модифицирующее действие добавок селена и теллура имеет адсорбцион ную природу. Понижая поверхностное натяжение расплава, эти элементы вызывают пластифицирование тончайшего слоя обрабатываемого металла и способствуют облегчению сдвигообразования, 45 уменьшая при этом силы резания. При совместном введении в стальной расплав селена и теллура наблюдается значительное (в 1,3-1,6 раза)улучшение обрабатываемости стали по сравнению с присадкой одного или друго" го элемента в отдельности.Пдлучение дополнительного эффек.- .та улучшения обрабатываемости металла фи совместном введении селена и теллура, по сравнению с присадкой в металл этих элементов в отдельности, связано с достижением более низкого поверхностного натяжения металла при использовании интерметаллического соединения 5 еТе, активность компо нентов которого взаимно усиливается при модифицировании стального расплаваВведение РЗМ в сбстав лигатуры приводит при обработке ею стали к 65 измельчению дендритной структуры металла, измельчению селенидных и теллуридных включений, более равномерному распределению их в объеме металла. При содержании в лигатуременее 1,0 РЗМ модифицирующее действие не оказывают, так как дисперсность дендритной структуры определяется числом затравочных кристаллов, формирующихся на стенке форьы, и получение тонкоэернистой структуры обеспечивается только при критическом количестве зародышей, При1 содержании в лигатуре более 10 РЗМпроисходит окрупчивание границ зерен, снижение механических свойств.Кальций способствует глобуляризации включений селенидов и теллуридов при его концентрации в лигатуре не менее 0,1. При содержании кальция в лигатуре более 15,0 приводит к ухудшению горячей технологи.ческой пластичности металла.Введение меди обусловлено необходимостью повышения термодинамической устойчивости легколетучихсоединений селена и повышения усвое -ния селена. Термодинамическая устойчивость химических соединений селена с медью более высокая, чем, например, с железом, кальцием и другими элементами. При содержании в лигатуре меди менее 0,5, учитывая, что температура плавления лигатуры повышается не более чем на 70-100 С, термодинамическая устойчивость легколетучих соединений селена недостаточна, высокий угар селена не предотвращается.Повышение содержания в лигатуре меди более 10 не приводит к дальнейшему увеличению температуры плав. ления лигатуры - свыше 500 С (см.диаграмму состояния системы 6 це) и повышению стойкости химического соединения сплава, а лишь снижает механические свойства металла.Кремний в лигатуре состава является элементом способствующим повышению усвоения РЗМ и кальция, которые могут быть представлены в виде порошкообразных или кусковых материалов. Редкоземельные металлы, кальций, кремний вводятся для получения предлагаемого состава в виде лигатур изготовляемых в проьвшленных условиях - ЖКМК Р 1 р РЗМ5,2, Са 13,2, А 1 1, 51 47), ФСМЦ РЗМ .17, Са 14, А 1 6,6, 51 46,9)СКЗО (Са 33,7, А 1 1,2 51 57,5),Селен, теллур и медь добавляют в виде технически чистых материалов.Лигатуру. предлагаемого состава получают методом сплавления компонентов. Перемешиванию подвергаютсяисходные компоненты лигатуры с относительно низкими температурами плав ления, например селен 217 С иЗаказ 6372/24 Тираж 660 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 теллур 4500 С . В плавильном агрегате расплавляют вначале болеетугоплавкую часть лигатуры предлагаемого состава медь, ЖКМК,а затем присаживается легкоплавкаячасть. При расплавлении всех поставляющих лигатуру перемешивают и либовыливают в Форму, а затем дробят,либо гранулируют на специально пред-назначенной для этого установке сполучением фракции 1,0-15,0 мм.Введение лигатуры в металл производят в измельченном (гранулированном) виде, например, в изложницув ходе разливки стали.Лигатуры опробуются при введении 15в нержавеющую (12 Х 18 Н 10 Е), конструкционную (40 Е, 45 Г 1 Е ) сталь в ходеразливки слитков емкостью от 0,03до 8,2 т.Обрабатываемость металла оценивают по величине износа резца приобработке образцов металла разных вариантовпри скоростях резания 10,23, 35, 48 м/мин, при подаче 0,2 мм/об,глубине резания 2 мм. 5 Представленные данные показывают, что предлагаемая лигатура способствует повышению обрабатываемости резанием нержавеющей стали в 1,35-1,45 раза, конструкционной стали - в 1,4-1,6 раза. Экономический эффект от внедрения лигатуры составляет при производстве 1 т легкообрабатываемой нержавеющей стали (ГОСТ 5632-721 22,2 руб., легкообрабатываемой конструкционной стали (ГОСТ 1414-75) - 6,01 руб. Лигатура, содержащая селен, кальций, редкоземельные металлы, кремний, отличающаяся тем,что, с целью снижения угара селенапри легировании и повышения обрабатываемости стали резанием, она дополнительно содержит теллур и медьпри следующем соотношении компонентов, вес.В:Селен 60-90Кальций 0,1-15Редкоземельные металлы 1-10Теллур 5-30Медь О, 5-10Кремний ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 334271, кл. С 22 С 35/00, 1969.2. Авторское свидетельство СССРР 567768, кл. С 22 С 35/00, 1976.