Лигатура

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Соефз СфветскикСоциалистических(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 14.1279 (21) 2852552/22-02 р(м зС 22 С 35/00 С 22 С 19/03 с щиесфедимением эавки Ио -Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(71) Заявитель Институт проблем литья АН Украинской ССР(54) ЛИГАТУРА Изобретение относится к металлургии стали и сплавов и литейному производству, в частности к изысканию эффективных лигатур, предназначенных для повьыения качества и долговечности отливок деталей и машин горнообогатительного оборудования, работакщих в условиях гидроабразивного износа, низких температур и высоких нагрузок. 1 ОИзвестна лигатура, содержащая 11, вес.%:Редкоземельные металлы 5-30Кальций 10-15Алюминий 10-30Тит ан 10-20Никель ОстальноеНедостатком известной лигатуры несмотря на ее высокую раскислительную и рафинирукщую способность является точто при введении в обрабаты О ваемую сталь она не обеспечиваст одновременного повышения износостойкости при контактном износе zар трения (износ при качении без смазки), прочности и хладостойкостн стальных отливок. Вместе с тем, именно комплекс этих свойств способствует достижению высокого качества и долговечности отливок деталей горнообогатительного оборудования, работакщих в 1 условиях сильного износа, высоких нагрузок и низких температур. К таким отливкам относятся опорноходовые и поддерживакщие катки, детали гИ- сеиичнык лент и др., срок службы которых составляет около 10-12 мес.Цель изобретения - повышение иэносостойкости при контактном износе пар трения, прочности и хладостойкости стальных отливок.Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержащая редкоземельные металлы, кальций, алюминий, титан и никель, дополнительно содержит ниобий, азот и бор при следукщем соотношении компонентов, вес.е:Редкоземельные металлы 5-20 Кальций 5-15 Алюминий 5-15 Титан 5-15 Ниобий 3-10 Азот 3-10 Бор 2-5Ник ель ОстальноеДополнительное введение в состав лигаТуры ниобия связано с.его благо" приятным влиянием на свойства стали эа счет образования мелкодисперсных карбидов ниобия. Последние способствуют иэмельчению структуры стали и од834193 12 Известная 23 Предлагаемая: 20 10 9 10 12 10 15 10 10 5,020 10 3 10 4,3 12 13 11 7 6 3,8 новременному повышению ее износостой-кости и прочности.Введение в состав лигатуры азотаобъясняется его способностью стабилизировать аустенитную структуру стали и повышать ее прочностные свойства,5Дополнительное введение в составлигатуры бора связано с его способностью повышать износостойкость и прочность обрабатываемой стали за счетобразования мелкодисперсных частицнитридов бора. При нагреве до 9001000 С нитриды бора почти полностьюрастворяются в твердом растворе, апри охлаждении выделяются в видедисперсных частиц, которые к тому 15же способствуют формованию более мелкого зерна, т. е. обладают модифицирующим эффектом, Одновременно бор заметно улучшает прокаливаемость стали20Весьма важным является наличие влигатуре кальция и РЗМ. Обладая высокой раскислительной способностью этиэлементы предохраняют бор от окисления и тем самым повышают эффективность 5его влйяния на износрстойкость и прочность стали,П р и м е р. Проводят опытные плавки и исследуют свойства стали Ст 27 хЛСНМД Л. Металл выплавляют в 3-тоннойдуговой электропечи с основНой футеровкой. При фракционной разливке расплав обрабатывают одинаковой добавкой (0,3 вес,) лигатуры с различнымсодержанйем компонентов.Химические составы известной ипредлагаемой лигатур приведены втабл. 1.Для исследования свойств стали иотливок изготавливают опытные образцы согласно ГОСТ 977-75 и слитки диа Ометром 80 мм и длиной 300 мм.Термическая обработка опытных об,разцов включает нормализацию при 900920 С, закалку от 920 С и низкотемпературный отпуск,Механические испытания проводят согласно ГОСТ 1497-73; 9012-59;9013"59; 9454-60 и 9455"78, За критическую температуру хрупкости принимают минимальную температуру, при которой величина ударной вязкости равнаЯ3,0 кгсм/см, Определение величины зерна аустенита производят по ГОСТ 5639-65 методами окисления и травления границ зерен водными растворами пикриновой кислоты.Испытания на контактный износ пар трения исследуемой стали проводят в лабораторных условиях на .машине трения МИМ при осевой нагрузке 75 кгс на испытуемый ролик диаметром 40 мм. скорости вращения 200 об/мин при сухом трении и при подаче в зону контакта 3,5 йа. Весовой износ определяют после 15000 оборотов шпинделя. Взвешивание проводят на весах марки АДВ. От каждого технологического варианта испытывают 4-5 образцов. Окончательное заключение об износостойкости стали производилось после опытно-промышленных испытаний натурных Изделий по специальной программе-методике,Результаты испытаний опытных образцов в зависимости от различных составов предлагаемой лигатуры приведены в, табл, 2 и 3.Йз приведенных в табл.2 и 3 результатов следует, что предлагаемая лигатура превосходит известную по эффективности воздействия на весь комплекс свойств стали. Особенно эффективны составы 3-5. Так, износостойкость при абразивном износе повышается на 16-26, а прочность - на 20-27. Повышается также хладостойкость стали после обработки предлагаемой лигатурой.Таблиа 1 14 - Остальное 12 10 3 2 То же 7 9 9 3,0 510350 13 3 10 3 5 1 фок, она дополнителй, азот и бор приенин компонентов,ные металлы 5-205-155-15 о содукщ с. Фо Лигатура коземельные и никель,тем, что, с стойкости, альнык отли держит ниобем соотнош Редкоз емел Кальций Алюминий Таблица 2В 34193 Составитель Т, ПлатицинаРедактор И. Михеева Техред И. Голинка Корректор А. Гриценко Заказ 4009/50 Тираж 681 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий 11363:, ;-.,ахза Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ТитанНиобийАзотВорНикель 5-15 3-10 3-10 2-5 Остальное Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2 б 57714/02,кл. С 22 С 35/00, 1978.