Лигатура для стали

)5 С 22 СЗ ИЗО И ОПИСАН а 990Р таллургии, цирования ия - повыаллургии, ирования технолоая, мас.%; лигатурои. пластичновлением в вышенную и короблеледующего е лигатураа, мас.%;б - 85 Известна такж химического соста Кремний Редкоземельн металлы Железостально ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение отноа именно к лигатурамлитейных сталей, Цел 2М.бадюкоельство СС2 С 35/00,1ельство СС5/00, 1980ТАЛИсится к медля модифи,изобретен Изобретение относится к меа именно к лигатурам для модифилитейных сталей с повышеннымгическими свойствами.Известна лигатура, соде ржащХром 40-50Марганец 20-30Кремний 0,2 - 2Углерод 0,5 - 3Азот 1-10Титан 1 - 4Кальций 0.5-2,5Железо ОстальноеСтали, обработанные этойимеюФнизкие значения горячейсти, трудно обрабатываются дагорячем состоянии и имеют посклонность к горячим трещинамнию. технологических свойств стали. Лисодержит, мас.%: 22 - 30 Сг; 5 - 10 М;1 Мп; 3 - 5,6 31; 6 - 10 Т; 3 - 7 Се; 2-62 й;8 С; 2-5,2 У; 2 8-4,5 В; 1,8-4,0 В 1; Ге ное, Легирование стали 30 ГСЛ предой лигатурой позволяет повысить гопластичность до 14-16 скручиваний, ую вязкость до 56,5-66,6 Дж/см 2, сть к задиру до 1390 - 1430 циклов, ить технологическую пластичность на %, снизить склонность к образованию х трещин и коробление стали, 2 табл,шение гатура 7,6-9, 0,2 - 1. остал ь лагаем рячую ударн стойко повыс 50-67 горячи При модифицировании стали этой лигатурой снижается стойкость против межкристаллитной коррозии и стойкость против задира при трении. Высокое содержание кремния в лигатуре приводит к снижению технологических свойств и ударной вязкости. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является лигатура, содержащая, мас,%;Хром 40-50Никель 20-30Кремний 6 - 10Азот 1 - 4Марганец 3 - 6Углерод 0,05 - 0,4Титан 2 - 6Церий 0,2-1,0Железо ОстальноеИзвестная лигатура обеспечивает стали следующие технологические свойства: горячая пластичность при обработке давлением - 4 - 6 скручиваний, склонность к образованию горячих трещин при сварке инаплавке - 7,8 - 8,4 ммlмин и стойкость против задира - 750-850 циклов,Недостаток - низкие технологические свойства модифицированной стали.Цель изобретения - повышение технологических свойств стали,Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержащая хром, никель, кремний, марганец, титан, азот, углерод, церий и железо, дополнительно содержит церий, иттрий, бор и висмут при следующем соотношении компонентов, мас.%:Хром 22-30Никель 5 - 10Марганец 7,6-9,1Кремний 3 - 5,6Титан 6-10Церий 3-7Азот 2 - 6,2Углерод . 0,2-1,8Иттрий 2 - 5,2Бор 2,8 - 4,5Висмут 0,8-4,0Железо ОстальноеОтличительными особенностями предложенной лигатуры является введение церия, иттрия, бора и висмута, которые значительно повышают технологические свойства модифицированной стали.Проведенный анализ предложенного технического решения показал, что на данный момент неизвестны технические решения, в которых были бы отражены указанные отличия. Кроме того, указанные признаки являются необходимыми и достаточными для достижения положительного эффекта, указанного в цели изобретения. Это позволяет сделать вывод о том, что данные отличия являются существенными.В предлагаемой лигатуре по сравнению с известной повышено содержание марганца до 7,9-9,1 мас.0 . Нижний предел содержания марганца установлен из необходимости повышения технологической пластичности стали, трещинастойкости, выравнивания структуры и твердости. При концентрации марганца более 0,1 мас. % возрастает склонность стали к короблению, отбелу и снижаются трещиностойкость и обрабатываемость резанием.Нижние пределы концентрации углерода (0,2 мас.7 ь) и кремния (3 мас.%) установлены с целью исключения образования горячих трещин при сварке, большого содержания в структуре эвтектического цементирования, обеспечение высокой стойкости к короблению и трещиностойкости. Верхние пределы содержания углерода (1,8 мас. 6), и кремния (5,6 мас,) обусловлены увеличением неоднородности структу 5 10 ростойкость недостаточны, а при увеличении концентрации никеля больше верхнего 15,предела снижается стойкость к горячим тре 20 25 30 35 40 45 50 55 ры, снижением трещиностойкости, технологической пластичности и сварочно-технологических свойств при более высоких их концентрациях,Никель в количестве 5 - 10 мас.% повышает трещиностойкость при литье, сварке и наплавке и стойкость к межкристаллитной коррозии, снижает склонность к короблению и повышает стойкость к задирообразованию. При концентрации никеля до 5 мас.% технологическая пластичность,свариваемость, обрабатываемость и задищинам и повышается склонность к короблению.Церий и титан повышают модифицирующую способность лигатуры, измельчают зерно в модифицированной стали и повышают технологическую пластичность, При концентрации их менее нижних пределов модифицирующий эффект лигатуры и дисперсность структуры и свойства стали недостаточны, а при увеличении их содержания выше верхних пределов увеличивается содержание неметаллических включений, снижаются трещиностойкость, однородность структуры и свойств стали и ее горячая пластичность, Содержание азота в количестве 2 - 6,2 мас.% повышает стойкость стали к задирообразованию, существенно не снижая сварочно-технологические свойства, но при увеличении его содержания выше верхних пределов снижаются пластические свойства, Дополнительное введение иттрия измельчает структуру стали в отливке и сварном шве, способствует повышению фактора формы графита и горячей пластичности и сварочно-технологических свойств, При концентрации иттрия до 2 мас. стойкость к образованию горячих трещин, задира при трении и горячая пластичность недостаточны, а при концентрации его более 5,2 мас.% снижается однородность стали, сварочно-технологические свойства и обрабатываемость резанием.Хром ухудшает трещиностойкость и технологические свойства модифицированных сталей, поэтому его содержание снижено до 6 - 11 масБор очищает границы зерен, оказывает модифицирующее действие и повышает стойкость к задиру и сварочно-технологические свойства. Верхний предел содержания бора (4,5 мас, ) обусловлен недостаточным растворением его в стали и снижением стойкости к трещинам и обрабатываемости, а нижний предел (2,8 мас.%) обусловлен снижением модифицирующей способности,1775489 Таблица 1 сварочно-технологических свойств и эадиростойкости.Введение висмута обусловлено его. высокой модифицирующей и химическойактивностью, повышает однородность 5структуры и свойств стали, При его содержании в лигатуре до 1,8 мас,влияние сказывается недостаточно, а при концентрацииболее 4,0 мас.снижаются трещиностойкость, обрабатываемость, ударная вязкость 10и горячая пластичность,Опытные плавки лигатур проводят прииспользовании стального лома, никеля,феррохрома, ферробора, модификаторов,возраста собственного производства, силикомарганца в открытых индукционных печах с тиглями емкостью 150 кг подфтористым флюсом. Силикомарганец и ферробор вводят после расплавления другихкомпонентов и рафинирования расплава 20при температуре 1450 С. Затем вводят ферроцерий, иттрий, ферротитан и продуваютазотом, Разливку лигатур производят в плоские металлические изложницы,Лигатуру испытывают при разливке 25низколегированной стали ЗОГСЛ (ГОСТ977 - 75), выплавленной в дуговой печи ДС -1,5, при выпуске из ее печи в ковш. Температура перегрева - 1580-1600 С,В табл.1 приведены составы лигатур, 30используемых для модифицирования сталей опытных плавок. Величина присадкилигатур - 0,65 от массы расплава,В табл,2 приведены данные о механических и технологических свойствах модифицированных сталей опытных плавок.Свойства определяют на стандартных образцах и пробках после нормализации с870 в 8 С и отпуске при 570 в 6 С, Модифицирование литейных сталей обеспечивает повы шение технологическойпластичности и сварочно-технологическихсвойств больше, чем известная лигатура,Обрабатываемость резанием была такжевыше у сталей, модифицированных предложенной лигатурой.За счет повышения сварочно-технологических свойств модифицированной стали при использовании предложеннойлигатуры экономический эффект составит15,8 - 26 руб, на тонну годных заготовок иэлитейных сталей, используемых для изготовления зубчатых колес, обойм, роликов,зубчатых венцов и фланцев,Формула изобретенияЛигатура для стали, содержащая хром.никель, кремний, марганец, титан,.азот, углерод и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения технологическихсвойств стали, она дополнительно содержитцерий, иттрий, бор и висмут при следующемсоотношении компонентов, мас,;Хром 22-30Никель 5 - 10Марганец 7,6 - 9,1Кремний 3,0-5,6Титан 6 - 10Церий 3 - 7Азот 2,0-6,2Углерод 0,2-1,8 .Иттрий 2,0 - 5,2Бор 2,8-4,5Висмут 1,8-4,0Железо Остальное1 (изв.) Ударная вязкость,Дж/смГорячая пластичность,к-во горячих скручиванийСклонность к горячимтрещинам, мм/минЗадиростойкость, цикловКоэффициент обрабатываемости, Кч тв. Спл.Склонность к короблению,Повышение технологической пластичности,56,5 37,5 63,5 66,6 37,7 52,2 16. 14 5,0 15 2,9 3,6 3,2 7,8 7,0 4,5 1390 860 1430 1420 885 1260 0,7 0.65 1,0 0,6 1,0 0,9 8,4 10,9 11,6 7,8 11,8 9,7 10,4 15,8 17,8 16,6 10,8 14,7 Составитель М, КарпенкоРедактор В, Трубченко Техред М,Моргентал Корректор Н, Кешеля Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 4023 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5