Лигатура для стали

(51)5 С 22 С /00 О ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯОМи СВИДтЛЬатВи К АВТОР(21) 4810034/02 (22) 04.04.90 (46) 15,01.92, Б (71) Всесоюзной ческий институт (72) Б.К.Святкин А.М.Цейтлин, М,Б (53) 669. 15-198 (56) Авторское с й 755878, кл. С юл, Ьзаочны политехн нко,Т.И,Кныш М,И,КЕгоров видетельство ССС 22 С 35/00, 1980 я к областилигатурамх сталей сскими свойс Изобретение отн металлургии, а име модифицирования ли повышенными технол оситс но к ейны а следуюмас,Ф; 6-85 вами.Известнамас.Ф;ХромМарганецКремнийУглеродАзот одержащая,40-5020-300,2-20,5"31-101-4 гату льное этой против сикоское привосвоиствим репроторжащая,стальное й лигатугорячей атываются нии и име- горячим 40-5 20-3 6-1 1-4 3-6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМГНИ ГЖНТ СО:Р(54) ЛИГАТУРА ДЛЯ СТАЛИ(57) Изобретение относится к лигатрам для модифицирования литейных слей.Целью изобретения является пов ТитанКальцийЖелезоСтали, обработанные этрой, имеют низкие эначенипластичности, трудно обрадавлением в горячем состоют повышенную склонностьтрещинам и короблению,ЯО 1705390 2шение технологических свойств стали, Лигатура содержит, мас,1: хром 6-11; никель 10-15; марганец 7-11; кремний 6-10; титан 2-5; церий 3-7; азот 2-6; углерод 0,5-0,6; ванадий 8-12; бор 7-12; кальций 0,3-2,7; железо остальное, Легирование стали 30 ГСЛ предлагаемой лигатурой позволяет повысить горячую пластичность при обработке давлением до 10-13 скручиваний, ударную вязкость до 46,2-53,5 йж/смэ, стойкость к задиру до 1230-1380 циклов, снизить склонность к образованию 1 горячих трещин при сварке и склонность к короблению стали. 2 табл. Известна также лигатурщего химического состава,КремнийРедкоземельныеметаллы 15 Железо ОстПри модифицировании сталилигатурой снижается стойкостмежкристаллитной коррозии ипротив задира при трении, Высодержание кремния в лигатурдит к снижению технологическихНаиболее близким техничесшением, выбранным в качестветипа, является лигатура, содФмас.1:ХромНикельКремнийАзотМарганец30 35 40 У л род 0 05-0Титан 2-6Церий 0,2-1,0Железо ОстальноеИзвестная лигатура обеспечиваетстали следующие технологические свойства: горячая пластичность при обработке давлениеи - чскручиваний,склонность к образованию горячихтрещин при сварке и наплавке 7,88,ч мм/мин и стойкость против задира - 750-850 циклов.Недостаток - низкие технологические свойства модифицированной стали.Цель изобретения - повышение технологических свойств стали,Поставленная цель достигается тем,цто лигатура, содержащая хром, никель, кремний, марганец, титан, азот,углерод церий и железо, дополнительно содержит ванадий, бор и кальцийпри следующем соотношении компонентов, мас.ь:Хром 6-1125Никель 10-15Иарганец 7-11Кремний 6-10Титан 2-5Церий 3"7Азот 2-6Углерод 0,5-0,8Ванадий 8-12Бор 7-12Кальций 0,3-2,7Железо ОстальноеОтличительными особенностями предложенной лигатуры является введениеванадия, бора и кальция, которые значительно повышают технологическиесвойства модифицированной стали.В предлагаемой лигатуре по сравнению с известной повышено содержаниемарганца до 7-11 мас.Ф, Нижний предел содержания марганца установлен изнеобходимости повышения технологической пластичности стали, выравнивая структуры и твердости, При концентрации марганца более 11 мас.Фвозрастает склонность стали к короб. 50лению, отбелу и снижается трещиностойкость,Нижние пределы концентрации углерода 0,5 мас. 1) и кремния (6 мас. Ж)установлены с целью исключения образования горячих трещин при сварке,55большего содержания в структуре эвтектического цеиентита, обеспечение высокой стойкости к короблению и трещиностойкости Верхние пределы содержания углерода 0,8 нас,) и кр мния(10,0 иас.1) обусловлены увеличениемнеоднородности структуры, снижениемтехнологической пластичности и сварочно-технологических свойств при болеевысоких их концентрациях,Никель в количестве 10-15 иас.4повышает трещиностойкость при литье,сварке и наплавке и стойкость к иежкристаллитной коррозии, снижает склонность н короблению и повышает стойкость к эадирообразованию, При концентрации никеля до 10 мас. технологическая пластичность и эадиростойкость недостаточны, а при увеличенииконцентрации никеля больше верхнегопредела снижается стойкость к горячимтрещинам и повышается склонность ккороблению.Церий и титан повышают модифицирующую способность лигатуры, измельчают зерно в модифицированной стали иповышают технологическую пластичность. При концентрации их менее нижних пределов модифицирующий эффектлигатуры и технические свойства стали.недостаточны, а при увеличении их содержания выше верхних пределов увеличивается содержание неметаллицескихвключений, снижаются трещиностойкость,однородность структуры и свойств стали и ее горячая пластичность, Содержание азота в количестве 2-6 мас.Ъповышает стойкость стали к задирообраэованию, существенно не снижая сварочно-технологические свойства, нопри увеличении его содержания вышеверхних пределов снижаются пластические свойства, Дополнительное введениебора измельчает структуру стали вотливке и в сварном шве, способствует повышению горячей пластичности исварочно-технологических свойств, Приконцентрации бора до 7 нас,1 стойкостьк образованию горячих трещин, задирапри трении и горячая пластицность недостаточны, а при концентрации егоболее 12 мас.ь снижается однородностьстали и ее сварочно-технологическиесвойства.Хром ухудшает трещиностойкость итехнологические свойства модифицированных сталей, поэтому его содержание снижено до 6-11 мас,Ъ.Кальций очищает границы зерен,оказывает раскисляющее действие и повышает сварочно-технОлогические сЬойХромНикельИарганецКремнийТитанЦерийАзотУглеродВанадийБорКальцийЖелезо Таблица 1 Состав лигатуры, мас.ь (железо - остальное) Лигатура Хром Никель Крем" Иарга- Азот Угле- Церий Титан Вана- Кальций Бор ний нец Род дий1 45 20 10 6 2 11 10 6 7 3 10 13 8 9 4 6 15 10 11 5 5 16 11 6 6 12 8 4 12 4 0,4 2 0,5 4 0,66 0,8 1 0,1 71,2 1,0 3 3 2 5 4 7 5 1 1 8 6 8 0,3 710 1,5 1012 2,7 . 126 0,1 413 3 0 13 ства. Эерхний предел кальция (2,7 мас.1) обусловлен недостаточным растворением его в стали и снижением его стойкости к межкристаллитной кор 5 розин, а нижний предел (0,3 мас.Ф) обусловлен снижением раскисляющей способности и сварочно-технологических свойств.Введение ванадия обусловлено его 1 О высокой модифицирующей и химической активностью, повышает однородность структуры и свойств стали. При его содержании в лигатуре до 8 мас.1 влияние сказывается недостаточно, а 15 при концентрации более 12 мас,Ф снижаются трещиностойкость, ударная вязкость и горячая пластичность.Опытные плавки лигатур приводят при использовании стального лома, 20 возврата собственного производства, силикомарганца в открытых индукционных печах с тиглями емкостью 150 кг под фтористым флюсом. Силикокальций, ферроцерий, ферротитан и ферробор25 вводят после расплавления других компонентов и рафинирования расплаваРазливку лигатур производят в плоские металлические изложницы.Лигатуру испытывают при разливке ЗО низколегированной стали 30 ГСЛ, выплавленной в дуговой печи ДС,5, при выпуске ее из печи в ковш.В табл. 1 приведены составы лигатур, используемых для модифицирования 35 сталей опытных плавок. Величина присадки лигатур - 0,35 от массы расплава.В табл. 2 приведены данные о механических и технологических свойствах 40 модифицированных сталей опытных плавок.Свойства определяют на стандартных образцах и пробах после. нормализации с 870-890 С и отпуске при 570- 600 С, Иодифицирование литейных сталей обеспечивает повышение технологической пластичности и сварочно-технологических свойств больше, чем известная лигатура. Обрабатываемость резанием была также выше у сталей, модифицированных предложенной лигатурой,За счет повышения сварочно-технологических свойств модифицированной стали при использовании предложенной лигатуры экономический эффект составит 15,3-22 руб, на тонну годных заготовок иэ литейных сталей, используемых для изготовления зубчатых колес, обойм, роликов, зубчатых венцов и Фланцев. 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, она дополнительно содержитванадий, бор и кальций при следующемсоотношении компонентов, мас.Ф:1705350 Та блица 2 Горячаялластичность,лриобработкедавлениеик во горячих скручиваний Ударнаявязкость,Дж/сн 2 Стойкость КоэИициент обра- батыввемосф тв, СФМ,Снижение склоннос Повышение Лигатура к задиру,циклов техноло- гической ти к ко роблению пластичности,7,8 5 4,5 10 3 4,0 133,811 5 7,1 6 6 5,5 8 Составитель Б.Святкин Техред Л.Олийнык Корректор М. Самборская Редактор О,Спесивых Заказ 173 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ .СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,1 б Склонностьнодиоицированной стали к образованию горячихтрещин лрисварке,нм/нин 37,5 46,2 53,5 49,6 37,7 39,2 8601280133013808851060 10,4 13,8 14,8 14,6 10,6 12,7 7,810,510,810,68,18,7 1,0 0,8 О,7 0,75 1,0 0,9