Лигатура

(19) (11) З(5 И С 22 С 35 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ А дерий ая барий,1ремний,м, что,тойчиностиемедь илишенин а с я т влагоу беэопа держит соотн уб ов ениязрывоно соующемс.%: нсти 3,0 1,01.,0 0,1 45,015,015,04,015,0льное ныхГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) ЛИГАТУкальций, железоо т л и ч а ю щс целью обеспечвости и пожароона дополнителникель при следкомпонентов, вБарийКальцийИзобретение относится к металлургии и может быть использовано приполучении пожаровзрывобезопасных.лигатур на основе бария для обработки сталя и чугуна.Известна промышленная лигатурана основе крещния и бария, применяемая для глубокого раскисления сталии сплавов. Эта.лигатура содержит25-35 бария, до 2 алюминия, остальное кремний13, ОК недостаткам этой лигатуры следует отнести ее низкую влагоустойчивость, повышенную пожаровэрывоопасность, а также усвоение элементов при обработке стали. 15Наиболее близкой к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является лигатура 1 21 состава, вес,:Барий10-25Кремний 51-6520Кальций До 15Магний0,1-5Железо ОстальноеК недостаткам данной лигатурыотносится ее низкая влагоустойчивость и повышенная пожаровзрывоопасность,Под действием атмосферной влагилигатура разлагается с выделениемводорода и примесных самовозгорающихся газон, что обуславливаетвзрывопожароопасность, уменьшаетэффективную концентрацию бария исоздает возможность загрязненияосновного металла продуктами разложения.,Целью изобретения является обеспечение влагоустойчивости и пожаровзрывобеэопасности лигатуры.Поставленная цель достигается 40тем, что лигатура, содержащая барий,кальций, железо, магний и кремний,дополнительно содержит медь или никель при следующем соотношении компонентов, вес.; 45Барий 13-45Кальций 1-15Железо 1-15Магний 0,1-4Медь или никель 2-15Кремний ОстальноеПри введении меди или никеля (Ме)происходит принципиальное изменениеФазового состава лигатуры. При этомдисилициды бария (Ва 51 ) с низкойустойчивостью к атмосферной влагезаменяются на новую устойчивую барийсодержащую фазу Ва(51, Ие)4 .Концентрационные границы предлагаемой лигатуры вьбраны из следующихсоображений. Барий при малых концентрациях13) малоэффективен,а концентрации более 45 ограничиваются технологическим процессомполучения. Кальций до 1 обычно присутствует н сплаве, как примесь. 65 Вводить кальций н количествах более15 нецелесообразно так как, снязывая кремний в фазу Са 51 , он создает его дефицит, что препятствует образованию нлагоустойчивой фазы Ва(51, Ме)4 . По той же причине содержание железа должно быть в пределах 1,0-15,0. Магний до 0,1 присутствует как примесь, а при его концентрации в сплаве более 4 наблюдается значительный пироэффект при нведении лигатуры.При разработке предложенной лигатуры было установлено, что обычныйсиликобарий содержит две основныефазы: игольчатые кристаллы кремнияи соединение, содержащее около 3051 и 70 Ва, т.е. отвечающее формуле Ва 512 . Фаза Ва 51, под воздействием атмосферной влаги быстро распадается (в течение нескольких часов).В целях повышения нлагоустойчивости фазы Ва 51 изучалось влияние дополнительно введенных элементов, Большинство элементов не оказало никакого влияния на влагоустойчивость, Однако введение меди или никеля приводит к замене неустойчивойфазы Ва 5 ь на "новую" трехкомпонентную Ва(51, Ме)4., где под Ме понимается медь или никель. Наблюдения под микроскопом свидетельствуют о полной инертности "новой" Фазы к влаге и даже воде, н то время как в лигатуре без добавок фаза Ва 51, уже через несколько часов начинает разлагаться, превращаясь в рыхлый порошок.Таким образом, добавка меди илиникеля приводит к частичной или полной замене влагонеустойчиной фазы Ва 512 на устойчиную барийсодержащую фазу Ва(51, Ие) Необходимое для полной стабилизации сплава количество меди или никеля пропорционально количеству бария в лигатуре.П р и м е р, Сплавы выплавляли углетермическим способом в электро- дуговой печи иэ шихты, содержащей кварцит, кокс, баритовую руду, иэвесть, стальную стружку. Плавки проводили непрерывным бесшлаковым процессом с закрытым колошником, При выпуске .расплава из печи в струю металла вводили никель и медь.Выплавленные составы лигатуры приведены в табл. 1,Полированные образцы выдерживалив атмосфере с относительной влажностьюоколо 100 при комнатной температурев течение нескольких месяцев. Контроль под оптическим микроскопом показал, что в первом случае (с добавками) никаких изменений в фазах на шлифе не происходит. Во втором случае (беэ добавок) уже через 1-2 дня произошел полный распад фазы Ва 51 . При насыпании порошка этого сплава1046317 работанных предлагаемой лигатурой и известной, не имеют различий.Таким образом, добавка меди или никеля. повыаает устойчивость силикобариевой лигатуры к воздействию атмосферной влаги устраняет пожаровзрывоопасность силикобариевых лигатур, что открывает возможность для получения и использования их в виде по рошка или гранул;Наиболее целесообразно применение силикобариевой лигатуры с медью .для модифицирования чугунов, так как в этом случае медь является полезной, графитизирующей добавкой и в ряде случаев ее вводят .специально, Лигатуру с никелем экономически оправдано применять для сталей или сплавов на никелевой основе.Таблица 1. Лигатура Нижний .концевой предел воспламененности, .гэ э Скоростьгазовыделения,смэ/г ч Температуравоспламененения, С Си й 5 Ид Ва Са 0,62,0 - Осталь) ное 900 370 Предложен 1,0ная 2,5 25 5,2 4,5 2,7 6,1 -То же 16 850 295 4,0 15,0220 45 16,0 9 930 20 340 950 860 290 15 15,0 3,5 - 15,0 900 200 37 8 610 300 Таблица 2ы Механические свойства Мд Со й 5 редел Ударроч- наяости вяз 6 В,костьПа Лж мн Химический состав предложенной лигатур Лигатура Ва Са Ге Относительное удлинение, О ТвердостьНВ 25.104 255 2710 270 2510 255 5,2 4,5 27 ,1 - Остальное 626 5,1 4,2 23 - 5,7 То же 637ьВ 628 3,2 Предложенная22 3,0 3,0 Известная в воду наблюдается существенное газовыделение, которое практически отсутствует для сплавов с добавкой медиили никеля (табл. 1),для образцов также определялисьхарактеристики воспламенения: нижний концентрационный предел воспламенения и температура воспламенения.Иэ табл, 1 видно, что эти характеристики у предлагаемой лигатуры значительно выше, чем у нэвестйой, ОМеханические свойства чугуна мар 1ки ВЧ-2 обработанного .лигатурами,приведены в табл. 2Механические свойства стали .30,обработанной лигатурами, представлены в табл. 3.Из табл. 2 и 3 видно, что механические свойства стали и чугуна, обСодержание компонентов, вес.Ъ 13 2 1,0 0,1 - 2,0 22 5,1 4,2 2,3 - 5,0 Известная 24,1 б,б 5,2 0,2 Характеристика воспламенения1046317 Таблица 3 Химический состав, вес.% Механические свойства Лигатура н 9 СО й Ва Са Предел текучести От, МПа Ге МП 2,7 6,1 - Остальное 538 865 69,0 10110Ф2,3 - 5,7 То же 529 869 68,3 10510ф 533 860 67,9 1021 вестная Составитель Е, Носыревадор Техред М. Костик Корректор А. По едакто одписн Заказ 7668/26 Тира ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Жд, 4/5 Филиал ПП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Предложен 5,2 45ная22 5,4 42 627ного комитета СССний и открытийРаушская наб Преде проч- ности тносиельное жатие фр Ъ УдарнаявязкостьДж/м