Лигатура

 

Изобретение относится к лигатурам. Целью изобретения является повышение склонности к саморассыпаемости лигатуры за счет снижения ее механической прочности , повышение износостойкости и чистоты обрабатываемой стали по неметаллическим включениям. Лигатура содержит, мас.%: S1 45-66; Мп 5-20; Са 0,5-10; AI4-8; С 0,1-0.3; Р 0,1-0,3; Мд 0,1-5; Си 0,1-10, Fe остальное . Лигатура во влажной атмосфере рассыпается менее, чем за 14 дней. Обработка бандажной стали приводит к повышению ее износостойкости более чем в 2,5 раза, при этом количество неметаллических включений снижается более чем на 7%. 1 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4701667/02 (22) 05.06.89 (46) 23.11.91. Бюл. M 43 (71) Грузинский политехнический институт (72) M.À.Æóðóëè, 3.П.Капанадэе, Т,А.Гиоргобиани, И.Б.Бараташвили и Д.Л.Демурашвили (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1016390, кл. С 22 С 35/00, 1983. (54) ЛИ. ГАТУРА (57) Изобретение относится к лигатурам.

Целью изобретения является повышение

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству лигатур для получения стали.

Целью изобретения является повышение склонности к саморассыпаемости лигатуры за счет снижения.ее механической прочности, повышение износостойкости и чистоты обрабатываемой стали по неметаллическим включениям.

Предлагаемую лигатуру получают углетермическим способом. В качестве шихтовых материалов могут быть использованы кварцит, марганцевое сырье, известняк, магний, алюминий и медьсодержащие материалы.

В лабораторных условиях в печи мощностью 100 кВА выплавлены предлагаемая и известная лигатуры . Полученные сплавы использовались для обработки бандажной стали, которую плавили в индукционной печи емкостью тигля

10 кг.

„„5U „„1693108 А1 склонности к саморассыпаемости лигатуры эа счет снижения ее механической прочности, повышение износостойкости и чистоты обрабатываемой стали по неметаллическим включениям. Лигатура содержит, мас.$: Si

45 — 66; Мп 5 — 20; Са 0,5 — 10; А! 4-8; С 0,1 — 0,3;

Р 0,1-0,3; Мд 0,1 — 5; Си 0.1-10, Fe остальное. Лигатура во влажной атмосфере рассыпается менее, чем эа 14 дней, Обработка бандажной стали приводит к повышению ее износостойкости более чем в 2,5 раза, при этом количество неметаллических включений снижается более чем на 7ф,. 1 табл.

Обработку стали как предлагаемой, так и известной лигатуры проводили при расходе лигатур 5,5 г/кг стали без дополнитель- Я ных корректировок.

В таблице приведены составы полученных лигатур. результаты определения их механической прочности, а также ( износостойкость и содержание неметалли-. сс ческих включений в обработанной лигатурами стали.

Механическую прочность лигатур определяли путем трехкратного сбрасывания образца с 2-метровой высоты на металлическую плиту с определением кусков лигатуры размером 70 мм. А наблюдения по саморассыпаемости проводились в а течение 30 дней во влажной атмосфере.

Испытания на износ проводили на мащине трения Ml-M. Пара трения состояла из испытуемой стали и закаленной стали 45.

При оценке износа нагрузка составляла 150 кг, время испытания 50 ч. Износ определяли по потере массы образца.

1693108 (Количество неметаллических включенИй определяли металлографическим и микрехимическим методом, Дополнительный ввод углерода в лигатуру способствует образованию карбидов кальция и алюминия, которые снижают ее механическую прочность, а при обработке с1али такой лигатурой повышается качество о работанной стали — снижается содержан е в ней неметаллических включений, а т кже повышается износостойкость обраб танной стали.

Механизм влияния углерода на самор ссыпаемость лигатуры и на повышение к чествэ стали и ее износостойкость можно и едставить следующим образом, Введение в лигатуру 0,1-0,3 углерода с особствует образованию карбидов кальц я и алюминия. Образующиеся карбиды в аимодействуют с влагой атмосферы и и иводят к разрушению сплава из-за обьемн х превращений, Так, например, образуюийся карбид алюминия А1 Сэ в аимодействует с влагой атмосферы по реакции; !

А14Сэ+ 12 Н2O = 4 AI (ОН)з+ 3 СН4, при этом объем образующегося А!(ОН)э приерно в 1000 раэ превосходит объем включ ний А14Сз, что вызывает разрушение.

Обработка стали лигатурой, содержащей углерод, приводит к повышению ее качества и износостойкости. При взаимодействии углерода лигатуры с жидкой сталью образуются газообразные проукты рэскисления, вызывая интенсивное еремешивание металлического расплава, ro способствует лучшему удалению проуктов раскисления из металла. Обработка с али указанной лигатурой также приводит к овышению ее иэносостойкости, так как оЬазующиеся мелкодисперсные карбиды альция и алюминия располагаются в деектных местах кристаллической решетки и величивают площадь фактического контакта при трении двух тел, что способствует

Равномерному распределению нагрузки, и занижает износ. Содержание в лигатуре углерода менее 0,1 не обеспечивает образования достаточного количества карбидов

Кальция и алюминия, что приводит к увеличению механической прочности лигатуры, а при обработке стали — к снижению ее качества и иэносостойкости. Введение же его в состав лигатуры свыше 0,3% вызывает технологические затруднения и такое его количество не оказывает влияние на

Саморассыпаемость лигатуры, Совместное введение в лигатуру магния и меди способствует снижению ее температуры плавления и механической прочности.

0,1-10 меди и 0,1-5% магния снижают механическую прочность вследствие того, что их присутствие сильно огрубляет микроструктуру лигатуры и значительно увеличи5 вает хрупкость ее фазовых составляющих.

При этом часть магния взаимодействует с фосфором расположенных на границах зерен и образует фосфиды. которые вступают в реакцию с влагой воздуха. Давление обра10 зующихся газов создает усилия, приводящие к деформации слитка и развитию трещин. Последние, распространяясь по наиболее слабым направлениям, образуют несвязанные друг с другом более или менее

15 крупные блоки обломков кристаллов, составляющие частицы рассыпаюЩегося сплава, Определяя механическую прочность и склонность к саморассыпанию, используют

20 технологию обработки жидкого расплава (стали, чугуна и других) путем вдувания в" него порошкообразного ферросплава, лигатуры и модификатора, Такая технология позволяет максимально повысить

25 использование элементов-раскислителей, сократить их угар и повысить качество обработанной стали. Поэтому для получения порошка сплавы подвергают дроблению и помолу, что поиводит к дополнительным за30 тратам и требует наличия специального оборудования, В связи с этим получение лигатур с не.

КоА механической flPcHHGcfblo, T8M 60ll88 сВМо рассыпающихся, является актуальным. Что касается затруднений при хранении и пере35 возках порошкообраэного сплава, надо отметить, что после низкотемпературного обжига их хранение и транспортировка не вызывают затруднений.

Как следует из результатов, представ40- ленных в таблице, предлагаемая лигатура имеет повышенную склонность к саморассыпэнию зэ счет более низкой прочности, а обработка предлагаемой лигатурой бандажной стали позволяет более, чем в 2,5 раза, 45 повысить ее износостойкость, при этом количество неметаллических включений снижается более, чем на 7%.

Формула изобретения

Лигатура, содержащая кремний, марга50 нец, кальций, алюминий, магний, медь, фосфор и железо, отл ич а ю ща я с я тем, что, с целью повышения склонности к саморассыпаемости лигатуры за счЕт снижения ее механической прочности, повышения изно55 состойкости и чистоты обрабатываемой стали по неметаллическим включениям, она дополнительно содержит углерод при следующем соотношении компонентов, мас.%:; кремний 45-65 марганец 5 — 20

1693108

0,1 — 5,0

0,1 — 10,0 остальное магний медь железо

Известная Предлагаемая лигатура, мас.3, состава

Компоненты и показатели

65

65,2

4,6

44,7

47,5

55

12,5

0,5

I0,3

8,2

5,0

7,5

@ 0

5,0

5,15

3,5

0,09

10,2

5,0

Медь

0,09

0,2

0,1

0,3

0,35

0 33

0,3

0,1 до 0,1 0,09

Остальное

Механическая прочность лигатуры, 45,0 54

?2,5 68

73,8

Ие рас-. сыл.

Время для рассыпания лигатуры, дни

14

0,86 0 75 0,71

Износостойкость, потеря массы образца, 10 кг

0,85

0,30

2,01

0,0183 0,01 76 0,0170 0,0155 0,0140 0,0143

Количество неметаллических включений, 3

Составитель Л. Карасева

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор Н.Рогулич

Заказ 4054 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 кальций алюминий углерод фосфор

Кремний

Марганец

Кальций

Алюминий

Магний

Углерод

Фосфор

Теллур

Железо

0,5 — 10,0

4 — 8

0,1-0,3

0,1-0,3

20,3

0,45

3,8

0,08