Модификатор

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу модификаторов для обработки износостойких сталей. Цель - повышение механических свойств, хладостойкости и ударно-абразивной износостойкости стали. Модификатор, содержащий титан и алюминий, дополнительно содержит церий и азот при следующем соотношении компонентов, алюминий 8-10; церий 10-14; азот 24-28; титан остальное. Введение в состав модификатора церия и азота в указанных пределах приводит к уменьшению размеров аустенитных зерен , снижению ликвации фосфора, образованию мелкодисперсных нитридов и фосфидов алюминия внутри аустенитных зерен , упрочняющих кристаллическую решетку, и повышению прочностных характеристик. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1Ц (s1>s С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТI=HÈßM И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

V, ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4661070/02 (22) 10.03,89 (46) 07.10.91„5 ¹ 37 (71) Белорусский технологический институт им, С.M,Êèðopà (72) А.Н.Вербицкий, А.И,Гарост, В.К.Карбанович, В.В.Вашкевич, Н.А.Русак и И.С.Безбородов (53) 669.15-198(088.8) (56) Заявка Японии № 55-18544, кл, С 21 С 27/06, 1980. (54) МОДИФИКАТОР (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к составу модификаторов для обработки износостойких сталей. Цель — поИзобретение относится к металлургии, в честности к составу модификаторов для обработки износостойких сталей.

Цель изобретения — повышение механических свойств, хладостойкости и ударноабразивной износостойкости стали.

Модификатор, содержащий титан и алюминий, дополнительно содержит церий и азот при следующем соотношении компонентов, мас. ь:

Алюминий 8 — 10

Церий 10-14

Азот 24-28

Титан Остальное

Существенным отличием предлагаемого комплексного модификатора является наличие оптимальных концентраций каждого из элементов, которые в результате всестороннего воздействия на процессы формирования структуры (как на стадии кристаллизации, так и на стадии охлаждевышение механических свойств, хладостойкости и ударно-абразивной износостойкости стали. Модификатор, содержащий титан и алюминий, дополнительно содержит церий и азот при следующем соотношении компонентов, мас./ алюминий 8 — 10; церий

10 — 14; азот 24 — 28; титан остальное. Введение в состав модификатора церия и азота в указанных пределах приводит к уменьшению размеров аустенитных зерен, снижению ликвации фосфора, образованию мелкодисперсных нитридов и фосфидов алюминия внутри аустенитных зерен, упрочняющих кристаллическую решетку, и повышению прочностных характеристик, 2 табл, ния) обеспечивают в обработанной стали повышение всего комплекса механических характеристик. Титан и азот образуют в расплаве тугоплавкие нитриды, которые, являясь модификаторами первого рода (инокуляторами), обеспечивают увеличение числа центров кристаллизации и уменьшение размеров аустенитных зерен. Одновременно церий и несвязанный в нитриды азот, являясь модификаторами второго рода (поверхностно-активными элементами), затрудняют рост центров кристаллизации и тем самым также способствуют уменьшению размеров зерен. Алюминий при кристаллизации отливки связывает фосфор в тугоплавкие соединения. Кроме того, мелкодисперсные нитриды алюминия, церия и

- титана обеспечивают эффективное упрочнение металлической матрицы .

Составы модификатора даны в табл. 1.

Комплексные модификаторы предлагаемо1682410

8 — 10

10-14

24-28

Остальное

Таблица 1

Соде икатор

Алюминий

Цери

45 стный ругаемый

2

В

14

Таблица 2 оп, МПа

680

32

900 го состава (табл. 1) получают методом сплавления в глазменно-индукционной печи. В качестве шихты использукп церий, титановую губку, алюминий А8, Насыщение расплава азотом осуществляют азотной плазмой, генерируемой плазмотроном ПД-I. Режим работы плазмотрона; ток дуги 600 — 700 А, расход плазмообразующего газа 3 — 5 г/с, продолжительность обработки 25-30 мин.

После расплавления модификатор выливают в водоохлаждаемый кристаллизатор и вводят через специальный канал в крышке индукционной печи в обрабатываемую сталь в количестве 13-15 кг/т (температура металла 1530 10 С).

Для определения механических свойств стали после закалки с температуры 1150 С в воду используют стандартные методы (табл, 2). Пробы берут по ГОСТ 977-75 от пробных брусков типа VI, которые отливают в сухие песчаные формы, Испытания Hà растяжение проводят на цилиндрических образцах диаметром 10 мм с расчетной длиной 50 мм. Определение ударной вязкости проводят на образцах при 20 и 40 С (по

3 образца на точку).

Моделирование условий ударно-абразивного износа проводят в шаровой мельнице. внутренние размеры барабанов которой следующие: диаметр 200 мм, длина

320 мм, мельница совершает 32 об/мин.

В каждый барабан загружают стальные шары (HRC 50) диаметром 50 мм, 10 кг щебень гранитный (6 кг) и испытываемые образцы размером 10xlOx25 мм, Оценка иэносостойкости стали характеризуется величиной относительного износа. За эталон принимают образец стали, обработанной модификатором известного состава.

5 Введение в состав комплексного модификатора церия и азота в пределах 10-14 и

24-28 мас. ь соответственно приводит к значительному измельчению размеров аустенитных зерен, снижению ликвации фос10 фора, образованию мелкодисперсных нитридов и фосфидов алюминия внутри аустенитных зерен, упрочняющих кристаллическую решетку, и, как следствие, к повышению прочностных характеристик, 15 хладостойкости и ударно-абразивной износостойкости; предел прочности увеличивается в 1,3 раза, предел текучести — в 1,4 раза, относительное удлинение — в 1,7 — 1,9 раза, относительное сужение — в 1,7-2,0 раза, 20 ударная вязкость при 20 С вЂ” в 2,0-2,4 раза, при 40 С вЂ” в 3,1-4,0 раза и износостойкость — в 1,5 — 1,9 раза.

Формула изобретения

Модификатор, содержащий алюминий и титан, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств, хладостойкости и ударно-абразивной износоЗО стойкости, он дополнительно содержит церий и азот при следующем соотношении компонентов, мас. ф,:

Алюминий

Церий

35 Азот

Титан