Лигатура для стали

А 1 БЛИН 2 С 35/00 ОБРЕТЕ ьИЬЙ 11 30 литехнический кр де 88.8)3383201982,тельст2 С 35 СССРО, 1986.(57) Изобрете лургии, Цель износостойкос кости стали,ДЛЯ СТАЛИ .ие относитсзобретения и и корроэиЛигатура сод к метал- повышение ной стойжит кремповышение из ионной стойя и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(56) Патент США йкл. С 22 С 35/00,Авторское саидЮ 1252378, кл. С Изобретение относится к металлур гии, в частности к лигатурам для улучшения свойств коррозионно-стойких сталей.Цель. иэобретенияносостойкости и коррозкости стали.Лигатура для стали, содержащая . кремний, марганец, бор, азот и желе зо, дополнительно содержит молибден титан и алюминий при следующем соот ношении компонентов, мас.Ф:Кремний 17-25 Иарганец 15-21 Молибден 13-17 Бор 0,1-3 Азот 0,03-3 Титан 1,7"2,2 Алюминий 9,3-15,1Железо Остальное рганец, бор, азот, молибден, алюминий и железо при слеачвщ отношении компонентов, масА:емний 17-25; марганец 15-21; молибн 13-17; бор 0,1-3; азот 0,03"3 титан 1,7-2,2; алюминий 9,3-15,1; железо остальное. Дополнительный ввод в состав лигатуры молибдена, титана и алюминия при снижении в ней содержания марганца обеспечивает повышение в 1,5-2 раза износостойкости и коррозионной стойкости обрабатываемой его стали за счет формирования оптимального состава и количества нитридов и карбонитридов, повышенного раскисляющего модифицирующего действия лигатуры, 2 табл. Дополнительное введение молибдена связано с существенным повышением прочности и корроэионной стойкости стали, увеличением ударной вязкости и износостойкости, что обеспечивает снижение коррозионно-эрозионного износа. Верхний предел концентрации .молибдена (17 мас.Ф) соответствует его содержанию, выше которого отме- чается снижение ударной вязкости, ударно-абразивной износостойкости и увеличение коррозионно-зрозионного износа. При снижении концентрации молибдена менее 13 мас.Ф снижаетс износостойкость, коррозионно"эроз онная стойкость и стойкость в среде хлористого натрье.Алюминий в количестве 9,3 " 15,1 мас.3 раскисляет сталь, связывает азот и нитриды и повышает кор о з 1585368 4розионную стОЙкОсть и износостОЙкость стали. Его содержание в лигатуре ограничено 15,1 мас,Ф, вышеэтой концентрации повышается содержа 5ние .неметаллических включений по границам зерен, снижается коррозионнаястойкость и износостойкость. При содержании алюминия до 9,3 мас. механические и коррозионно-эрозионныесвойства легированной стали недостаточны, снижается износостойкость еев условиях ударно-абразивного износа.Введение титана обусловлено еговысокой химической активностью в расплавленном металле, склонностью книтридо- и карбонитридообразованию,что способствует повышению коррозионной стойкости как в среде хлористого натрия, так и в атмосфеРе, а также к снижению коррозионно-эрозионного износа. При концентрации титана влигатуре до 1,7 мас.4 его модифицирующая способность недостаточна, а корРозионно-эрозионный изнОс высокиЙр 25что снижает надежность и долговечность работы деталей, Увеличение концентрации титана более 2,2 мас,4повышает содержание в стали неметаллических включений и коррозионноэрозионный износ. Бор способствуетизмельчению структуры, повышению износостойкости и коррозионной стойкости. Его содержание соответствует оптимальной концентрации и оставленобез изменений,Введение азота обеспечивает образование нитридов и карбонитридов встали, которые равномерно распределя"ются в зерне матрицы и обеспечиваютповышение ударной вязкости, хладостойкости и коррозионной стойкостидисперсности структуры и износостойкости. При концентрации азота до0,03 мас.4 количество нитридов и кар. 45бонитридов в стали и измельчениеструктуры недостаточны, а износостойкость и коррозионная стойкость низкие,а при увеличении концентрации азотаболее 3 мас.4 повышается концентра 3ция неметаллических включений по границам зерен, что снижает ударную вязкость, коррозионную стойкость и изностойкость.Марганец снижает ударную вязкостьи коррозионную стойкость стали, поэтому его содержание ограничено содержанием 21 мас.4. При концентрациимарганца менее 15 мас.4 снижаются механические свойства и увеличивается коррозионно-эрозионный износ.Кремний оказывает раскисляющее влияние, повышает коррозионную стойкость стали в атмосфере и в среде хлористого натрия, но при увеличении содержания кремния более 25 мас.Ф снижается твердость и износостойкость.Содержание компонентов в предлагаемом и известном сплавах представлено в табл, 1,Для выплавки лигатуры в индукционных печах использовали следующие исходные шихтовые материалы: электро- . термический металлический марганецмарок МРН 1 и МРН 2, поставляемый в брикетах массой до 5 кг, сплава АМТ, измельченного до фракции 0,1-5 мм; ферросилиций ФС, его фракция 0,1515 мм; борную кислоту в виде порошка и измельченный до Фракции 1-5 мм ферромолибден ФМо. Сначала расплавлялиметаллический марганец и ферромолибден, перегревая расплав до 15101550 С, затем вводят АМТи ферросилиций. После раскисления и присадки борной кислоты расплав продувают азотом и разливают в плоские металлические изложницы при температуре 1390-1430 С, Лигатуру в измельченном виде (фракция до 10 мм) вводят сталеразливочные ковши за 5-12 мин до разливки при температуре стали 1580+ +10 О С.Для проведения испытаний сталей . использовали следующие методики: метод испытаний на ударный изгиб прикомнатной температуре на образцах длиной 55 мм, высотой 10 мм и шириной 7,5 + 0,1 мм типа 12; цилиндрические образцы для испытания на ударно-абразивную износостойкость и коррозионнун стойкость изготовляют в соответствии с известной методикой. Методы определения показателей коррозии в атмосфере, коррозионной стойкости в среде хлористого 3,54 натрияпроводили на полированных образцахФ 10 мм, применяя физические методы контроля глубины проникновения коррозии. Продукты коррозии удаляли.При испытании на ударно-абразив. ное изнашивание образцы 610 мм дли,ной 35+0,05 мм из испытуемого матерйала и эталонные образцы из стали 45 твердостью 600-620 изготавливают по 3-му классу точности с шероховатос15853686Из приведенных в табл. 2 данныхследует, что .предлагаемая лигатура .обладает по сравнению с известнойболее высокой корроэионной стойкостьюи обеспечивает существенное снижениекоррозионно-зроэионного износа. Лигатура для стали, содержащаякремний, марганец, бор, азот, железо,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения износостойкости и 15 коррозионной стойкости стали, онадополнительно содержит молибден, титан и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:Кремний 17-25 О Марганец 15-21.Бор 0,1-3Азот 0,03-3,00Молибден 13-17Титан 1 7-2,2 5 Алони ний 9,3" 15,1Железо Остальное Таблица .1 Содержание компонентов, мас. Ф Сплав Крем- Марга- Бор Азот Молиб- Титан Алюми- Железонийнецден ний ИзвестныйПредложенный23456 Осталь 17 71 1,5 Шное 9,3 12 0тью рабочей (торцовой) поверхности не более 2,5 мкм. При испытании в качестве абразивного материала использовали карбид кремния КЧ зернистостью 0,63 мм с относительным содержанием влаги 0,1 по массе. Корроэионно-эрозионный износ определен на цилиндрических образцах Ф 10 мм на установке МКФ, 1 ОЛигатуры опытных плавок испольэу" ют при производстве коррозионностойкой стали 10 Х 14 НДЛ, содержащей,мас.Ф; хром 14; марганец 0,5; никель 1,3; кремний 0,3; медь 1,3; фосфор 0,03 и углерод до 0,1, железо остальное. Лигатуру вводят в количестве 1 Ф от массы расплава при 1570-1590 С.После термообработки (закалка с 1100 фС на воздухе и отпуск при 660- 670 С охлаждения на воздухе образцы подвергаются испытаниям на ударную вязкость, коррозионную стойкость и корроэионно-зрозионный износ.Свойства стали после термообработки представлены в табл, 2,формула изобретения1585368 Таблица 2 Скоростькоррозиив атмосфере,мг/м 2 Ударнаявзя"кость,кДж/м 2 Лигатура 100 57,2 13,2 1,9 1,15 1,35 0,9 1,52 0 7 1,61 0,6 1,18 1,8 1,30 1,1 Составитель А. Бармыковедактор М,Недолуженко Техред Л.Олийнык Корректор Т. Малеце е еа ее а е в а е а е в е е е е в е е е е е аЗаказ 2306 Тираж 479 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул.Гагарина, 101Известная1 Предлагаемая2 3 4 5 6 Коррозионнаястойкость всредехлористогонатрия