Лигатура для аустенитных сталей

/12 5)5 5 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 246861 кл. С 22 С 35/00, 1968. Изобретение относится к металлургии, в частности к производству азотсодержащих сплавов для легирования аустенитных сталей(стали Гатфильда, нержавеющих, жаропрочнцх, немагнитных), имеющих повышенное содержание азота (0,1-1,0;ь).Цель изобретения - повышение комплекса механических свойств, трещиноустойчивости обрабатываемых аустенитных сталей и снижение расхода лигатуры.П р и и е р, Предлагаемую лигатуру получают в реакторе высокого давления объемом 5-50 л (дмз) из порошка силикованадия или смеси порошков силикованадия и, феррованадия, химический состав которых приведен в табл. 1.Исходное материалы измельчают в порошок.до крупности 50-150 мкм и загружают в картонную гильзу, помещенную в реактор, сверху насыпают 20-200 г алюминиевого или титанового порошка (крупность 100(54) ЛИГАТУРА ДЛЯ АУСТЕНИТНЫХ СТА- ЛЕЙ(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к производству азотсодержащих сплавов для легирования аустенитных сталей. Цель - повышение комплекса механических свойств, трещиноустойчивости обрабатываемых аустенитных сталей и снижение расхода лигатуры, Лигатура содержит, мас,;: ванадий 2-30; азот 10-25; кремний 15-50; алюминий 0,2-8,0; хром 0,2- 2,0, марганец 1,0-5,0; углерод 0,1-1,0; титан 0,5-10,0; железо остальное. Кроме того, отношение ванадия к азоту. составляет ОЯ 8-.3,0, а сумма элементов алюминия и титана - 5-150 у, 2 э.п. ф-лы, 5 табл,300 мкм) для запала, вставляют вольфрамовую спираль и герметизи,зуют реактор, Затем после прокачки воздуха подают азот до а давление 50-150 атм, зажигают на несколь- с 4 ко секунд спираль через трансформатор мощновтью до 10 кВа, а затем реакция происходит в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). О Для более устойчивого протекания реакции Ь в исходную смесь добавляют порошки тита на и алюминия. Загрузка порошка, реакция, охлаждение и еигруака 1 цикл) еанииакхт а 0,5-2,0 ч в зависимости от обьема реактора.В результате реакции получают достаточно плотные( 4 г/смз), хорошо спеченные и прочные брикеты со стабильным содержанием азота. В табл, 2 приведены составы предлагаемой и известной лигатур.Полученные в лабораторных условиях в 5-литровом реакторе лигатуры, составы которых приведены в табл, 2, испытали привыплавке сталей 110 Г 13 Л, 15 Х 25 Н 19 С 2 Л и 12 Х 18 АГ 18, дополнительно легированных ванадием, титаном и азотом. Плавки проводили в 50-килограммовой индукционной печи, лигатуры вводили в печь за 10 мин до выпуска металла из расчета получения соответственно 0,100,30 и 060 Д азота. Механические свойства испытывали на стандартных образцах, которые вырезали из клиновидных проб, заливаемых в песчано-глинистые формы.Трещиностойкость стали во всех случаях определялась по методике, разработанной УралНИИЧМ и ПО "Уралмаш",Трещиноустойчивость проверяли на специальных образцах, имеющих форму лестницы с массивными боковинамиф 100 мм и длиной 350 мм каждая, с 5 перекладинами длиной 150 и ф 20 мм (М 1), 30 мм (М 2), 40 мм (В 3), 50 мм (М 4) и 60 мм (В 5), Номер перекладины, на которой обнаружены трещины после остывания и выбивки отливок, указан в табл, 3 в графе "Трещиноустойчивость", Чем меньше номер, тем лучше трещиноустойчивость, т.к. переход от толстого сечения к тонкому всегда вызывает в отливках сильные напряжения при кристаллизации и остывании последних,В табл. 3 приведены результаты 12 плавок стали Гатфильда, дополнительно легированной ванадием, титаном и азотом, Азотсодержащие лигатуры вводили иэ расчета получения в стали 0,127 О азота. Усвоение азота рассчитывали без учета остаточного его содержания (менее 0,01 ф 6),Как видно из табл. 3, при введении в сталь Гатфильда известного сплава при одинаковом расчетном содержании азота образуется избыток ванадия, что приводит к значительному ухудшению всех механических свойств стали и ее трещиноустойчиво: сти. Трещины обнаружены уже при переходе 100 мм сечения 50 мм. Заливать такой сталью отливки сколько-нибудь сложной конфигурации не представляется возможным, Использование предлагаемого сплава позволяет получить сочетание высоких механических свойств стали и хорошей трещиноустойчивости.В табл. 4 приведены результаты 12 плавок жаропрочной стали, легированной ванадием, титаном и азотом (из расчета на 0,35% Я,В табл, 5 приведены результаты 3 плавок немагнитной стали 12 Х 18 АГ 18, дополнительно легированной ванадием и титаном.Из табл, 5 видно, что использование известной лигатуры не позволяет получить нужный химический состав немагнитной стали по углероду, по азоту и по ванадию, содержание которого не должно превышать 0,30. Используя сплавы предлагаемого состава, можно выплавить и эту сталь, Расход лигатуры снижен на 121 кг/т стали,Формула изобретения 1. Лигатура для аустенитных сталей, содержащая ванадий, азот, кремний, алюминий, марганец, хром, углерод и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения комплекса механических свойств, трещиноустойчивости аустенитных сталей и снижения расхода лигатуры, она дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас, о;Ванадий 2-30Азот10-25 Кремний 15-50Алюминий 0,2-8.0 Хром 0,2-2,0 Марганец 1,0-5,0Углерод 0,1-1,0 Титан 0,5-10,0 Железо Остальное 2. Лигатура по и, 1, о т л и ч а 1 ощ а я с я тем, что, с целью повышения пластичности и ударной вязкости аустенитной стали, отношение содержания ванадия к азоту составляет 0,08-3,0.3, Лигатура по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения предела текучести и трещиноустойчивости стали, сумма элементов алюминия и титана составляет 5-15%.Таблица 1-1 Ч/Н)и ))Номер Наименованиеспла- ва 2,5 " 38,4 4,5 Иэвестнвв лигатуре 25. 5,5 50 4,5 0,1 1,0 0,2 0,5 16)7 0,08 Предлагаемая лигатураВсе элементы на 2 25нижнем пределе,81 и И на верх- ОптимальныйнемВсе элементы на 30 10верхнем пределе,81 и Н на нижнем Оптимальный состав для жаропро)ных сталей 1,0 5,0 15 8,0 2,0 7,0 22,0 3,0 состав для стали Гатфильда Все на среднемуровне 1617,5 16 175 0,5 3,0 О 5 3,0 11 52 201 1,1 1 О,О 19,2 32,5 4,1 32 ф 0,2 0,9 0,9 Тб на верхнемпределе А 1- на нижнем пределеЛигатура ФС 4088, 7аэотированияметодом СВС 20, О 32,5 5, О . О)5 4;0 1,5 5,0 24)5 0,4 Сталь 110 ГЗАфТЛ Т в л и н ан с Иеханические свойства ц+20 КСОИДХи 00 ТТ Н 530 10 23 О,В 0,088 7 Э 112 12,9 0,49 046 720 4,8 0,5 002 0,58 030 0,5 г) 0,10 0,56 0,10 0,49 0,04 3 12,066 5 6,6 6 6,0 560 Таблица а Сталь 15 Х 25 Н 19 йфТЛ Неханнческие свойстве 1 Оцг ИПз о ь тгРасходсплава,Хиннцеский состав ст Трезиноу "." тойцнвос ь увеличение азот 20 ксг;2 Номерсплава Соотновениезленен тон Се О;5) в 25; НТ 3 58 0,23 63 2 ЭО 66 ото типого 061 0,31 0,53 0,29 0,50 0,30 0,57 0,28 0,55 О,ЭО0,54 03 0,49 027 0,55 0,28 0,53 0,31 89 082 1 87 1 ВЗ85 2 8982 2 82 .86 2 14,0 200 17,5 20,О 20,0 12,2 35,0 20,0 20,0,6 1,8 Оптимум 1 г,а 1;в 1,5 ЗЭ 5 и 1 нзвест"ныйПредлвгаеиый2 1 Из вестный Предлагае ный 1,08 1,05 1,11 1,15 1,07 0,27 0,11 0,27 0,27 0,03 0,91 о,г 7 0,27 13,2 126 2,8 1 Э 1 3,5 0,006 0,085 0,076 0,008 0,17 0,056 О,5 0,042 0,140, ул. Гагарина, 101 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж каэ 662 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5