Лигатура для стали

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4ь905ь2/02 (22) 03.04.89 (46) 07.03.91, Вюл. h - 9 (71) ярославский политехнический институт. (72) В.К. Святкин, М,И. Карпенко, В,А, Алов, M.Г. Дубронин, М.b. Егорова и С.M. Вадюкова .(53) 669.245.26:669.15-194(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1440946, кл. С 22 С 35/00, 1988, Авторское свидетельство СССР

И 755878, кп. С 22 С 35/00, 1980, (54) ЛИГАТУРА )if СТАЛH (57) Изобретение относится к лигатурамм для модифицирования сталей с повышенной технологичеСкой пластичностью.

Целью изобретения является повышение

Изобретение относится к мета- ургии, а именно к лигатурам для .,одифицирования сталеи с повышенными характеристиками сварочно-технологических свойств.

Цель изобретения — повышение технологических свойств стали и трециностойкости при сварке.

Опытные плавки лигатур проводят в открытых индукционных печах с тиглями емкостью 150 кг под штористым флюсом методом переплава. Кальции, ферроцерий, ферротитан и ферробор вводят после расплавления других компонентов и рафинирования расплава. Разливку лигатур производят в плоские металлические изложницы, „„SU„„1633002 А 1

-.ехнологических свойств стали и трешиностойкости при сварке. Лигатура содержит, мас.%: хром 12-22; никель

12-27; кремний 6-10; марганец 12-17; азот -b углерод 0,2-1; церий 3-7; титан 2-5; медь 8-12; кальций 3-7; бор 2-6; железо 5-12,8. Склонность мэдпфицированнои этой лигатурой стали

32ГХ06 1 к образованию горячих трещин при свлр "e и наплавкe равна 3,8

4,9 мм/мич, горячая пластичность при обработке давлением составляе г 9- 12 горячих скручиганий, стоикость к задиру ранна 1130- 1380 циклов. При этом польш ение ударной вязкости составляет

10,2-13,6 1ж/см, технологическая

C пластичность поньшгается на (3,5-14,8%, <О а склонность к короблению снижается на 9 5-10, 7%, 2 табл.

С:

Лигатуру испытывают при разливке низколегиронанной стали 32ГХ06Л, выплавленной в другой печи ДС-5, при выпуске ее из печи в ковш. Отлитые слитки проковывают в прутки, из которых изготавливают образцы дпя механических и технологических испытаний и проволоку для наплавки и сварочных работ. Критическую скорость деформации определяют по изнестнои методике, а ударную вязкость определяют на образцах 10х10х55 мм с V-образным надрезом, В таол. 1 приведены составы лигатур, используемых для модифицирования сталей опытных плавок, в табл. 2

3 1633002 4 данные и технологических свойствах модиснцир оваггных сталей опытных плавок .

Р предлгггаемой лигатуре по сравнению с известной повышено содержание марганца до 12-17 мас.Х. Нижний предел содержания марганца установлен из необходимости повышения технологической пластичности стали, выравнивания структуры и твердости, При концентра- 10 ции марганца более 12 Mac, i. возрастает склонность стали к короблению, отбелу и снижается трещиностойкость.

Нижние пределы концентрации углерода (0,2 мас, i) и кремния (6 мас. i) установлены с целью исключения образования горячих трещин при сварке, большого содержания в структуре эвтектического цементита, обеспечение высокой стоикости к короблению, трещиностойкости . Верхние пределы содержания углерода (1,0 мас. i) и кремния (10,0 мас.Х) обусловлены увеличением неоднородности структуры, снижением технологической пластичности и свароч-25 по-технологических своиств при более высоких их концентрациях.

Никель в количестве 12 — 27 мас.Х повышает трещиностойкость при литье, сварке и наплавке и стойкость к межкристаллитной коррозии, снижает склонно ть к короблению и повышает стойкость к задирообразованию. При концентрации никеля до 12 мас.7. технологическая пластичность и задиростойкость недостаточны, а при увеличении концентрагрги никеля больше 27 мас. Х снижается стойкость к горячим трещинам и повышается склонность к короблению.

Церий (3-7 мас.;!) и титан (2—

5 мас.7.) повышают модифицирующую способность лигатуры, измельчают зерно в модифицированной стали и повышают технологическую пластичность при кон- 4, Ф центрации церия до 3 мас.Х и титана до 2 мас.Х. Модифицирующий эффект лигатуры и технические свойства стали недостаточны, а при увеличении их содержания выше верхних пределов сни50 лаются трещиностойкость, однородность структуры и свойств стали и ее горягая пластичность. Углерод снижает технологическую пластичность и сварочнотехнологические свойства, поэтому его г содержание ограничено концентрацией

1,0 мас,7.. .Содержание азота в количестве 2 — 6 мас.l повышает стойкость стали к задирообразованию, существенно не снижая сварочно-технологические свойства .

Цопоггнительное введение меди измельчает структуру стали в отливке и в сварном шве, способствует повышению горячен пластичности и сварочнотехнологических свойств. 11ри концентрации меди до 8 мас.1 стойкость к образованию горячих трещин, задира при трении и горячая пластичность недостаточны, а при концентрации меди более 12 мас.l снижается однородность стали и ее сварочно-технологические свойства.

Кальций очищает границы зерен, оказывает раскисляющее действие и повышает сварочно-технологические свойства. Верхний предел концентрации кальция (7 мас.l) обусловлен недостаточным растворением его в стали и снижением стойкости к межкристаллитной коррозии, а нижний предел (3 мас.Х) обусловлен снижением раскисляющей способности и сварочно-технологических своиств, Введение бора обусловлено его высокой модифицирующей и химической активностью, повышает однородность структуры и свойств стали. 11ри его содержании в лигатуре до 2 мас.Х влияние сказывается недостаточно, а при концентрации более 6 мас.Х снижаются трещиностойкость, ударная вязкость и горячая пластичность.

Как видно из данных, представленных в табл. 2, использование предлагаемои лигатуры для модивицирования сталей обеспечивает повышение технологических свойств и трещиностойкости при сварке больше, чем известная лигатура. формула изобретения

Лигатура дпя стали, содержащая хром, никель, кремний, марганец, титан, азот, углерод, церий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения технологических свойств стали и трещиностойкости при сварке, она дополнительно содержит медь, кальций и бор при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Хром 12-22

Никель 12-27

Кремний 6-10

Марганец 12-1.7

Титан 2-5

Азот 2-6

1633002

Таблица t

Содернакне компонентов, мас.Х

Состав лигатуры

Хром Никель Кремний Марганец елезо глеод

22 27 6 12 2 0,2 3

16 13 8 15 4 0,5 5

12 12 10 17 6 1,0 7

2 3 8 2 Остальное

4 5 10 3

5 7 12 6

45 20 !0 6 4 0 4 1 0 3

Т а б л н ц а 2

Состав гатуры

СтоЯко х зади циклы ение

10,2 1130

13,5 1320

13,6 1380

7,5 830

Составитель JI. Карасева

Техред К.дидык Корректор А. ОбРУчаР

Редактор Н. Яцола

Заказ 597 Тираж 385 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. жгород, ул. Гагарина, 1О1

Углерод

Церии

Медь

2

4 (Известная) 1

3

4 хлонность мо» ифицированной тали r. образо авив горячих трецин при вархе, w/мнн

4,9

4,1

3,8

7,4

0,2-1

3-7

8-12 орячая тичность бработк авление личество чик скручнв

1 1

5 мнение ной ости, мз

Кальций

Бор

Железо олоскоЯ тн, Х

13,5

14,8

14,6

11,4

3-7

2-6

Остальное нккение клонности коробленив, 2

9,5

10,7

10 ° 5

7,8