Модификатор для стали

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению литых заготовок из стали, работающих при температуре до -60^oС. Предложен модификатор для стали, содержащий порошки лигатур с редкоземельными металлами (РЗМ) и щелочно-земельными металлами (ЩЗМ). Дополнительно он содержит порошок фтористого кальция и/или криолита при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок лигатуры с РЗМ 10-40; порошок лигатуры с ЩЗМ 50-80; порошок фтористого кальция и/или криолита 5-10. Размеры частиц порошка лигатуры с РЗМ составляют 0,1-1,5 мм, размеры частиц порошка лигатуры с ЩЗМ составляют 0,1-3 мм, а размеры частиц порошка фтористого кальция и/или криолита составляют 0,01-0,1 мм. Техническим результатом изобретения является повышение хладостойкости отливок из углеродистой стали за счет повышения ударной вязкости. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в литейном производстве при изготовлении литых заготовок для машин и механизмов, работающих при температуре до -60^oС.

Наиболее близким аналогом заявленного модификатора является модификатор-раскислитель для улучшения качества стали и чугуна, содержащий раскислитель, резкоземельные металлы и щелочно-земельные металлы, известный из патента РФ RU 2164960 С1 от 10.04.2001.

Целью предлагаемого изобретения является повышение хладостойкости отливок из углеродистых сталей за счет повышения механических свойств, в частности ударной вязкости при -60^oС.

Поставленная цель достигается тем, что модификатор, содержащий порошки лигатуры с редкоземельными металлами (РЗМ) и щелочно-земельными металлами (ЩЗМ), дополнительно содержит порошок фтористого кальция и (или) криолита при следующем соотношении компонентов, мас.%: Порошок лигатуры с РЗМ - 10-40 Порошок лигатуры с ЩЗМ - 50-80 Порошок фтористого кальция и (или) криолита - остальное, причем размеры частиц порошка лигатуры с РЗМ составляют 0,1-1,5 мм, лигатуры с ЩЗМ - 0,1-3 мм и порошка фтористого кальция и (или) криолита - 0,01-0,10 мм.

Совместный ввод порошка лигатуры с РЗМ и ЩЗМ обеспечивает максимальный раскисляющий эффект расплава. Причем предложенный гранулометрический состав порошков обеспечивает усиление раскисляющего действия добавки в результате создания большого количества поверхности раздела лигатура - расплав в начальный момент раскисления и более равномерное распределение раскисляющей добавки по всему объему расплава.

Предложенное количество и размер частиц фтористого кальция и (или) криолита обеспечивает снижение эффекта "отшлакования" вводимой добавки и способствует созданию легкоплавкого жидкого шлака вокруг продукта реакции раскисления, что облегчает удаление из расплава крупных и средних неметаллических включений.

Для определения эффективности известных и предлагаемого модификатора проводили плавки в индукционной печи ИСТ-0,06 с кислой футеровкой. В качестве объекта исследований была выбрана сталь 25Л следующего химического состава (мас. %): С 0,23-0,25; Si 0,45-0,53; Mn 0,6-0,7; S 0,024; Р 0,022; Fe остальное.

После расплава сталь перегревали до 1650±10^oС, раскисляли FeMn75, FeSi75 и алюминием в количестве 0,15% каждого от веса шихты.

Для изучения механических свойств отливали "трефы" по ГОСТу 997-88, из которых вырезали образцы для механических испытаний. После термообработки по режиму "улучшение" образцы подвергали испытанию на механические свойства и исследовали состояние микроструктуры. Результаты исследований приведены в таблице.

Результаты свидетельствуют, что применение предлагаемого модификатора обеспечивает улучшение топографии и морфологии неметаллических включений, что обеспечивает увеличение ударной вязкости отливок (KCU) при -60^oС до 0,11-0,15 МДж/м².

Источники информации 1. Авт. св. СССР 1630326, кл. С 22 С 35/00. Модификатор для железоуглеродистых сплавов. В. П. Сабуров, И.А.Цвигуненко, С.В.Мусялов и др.

2. Авт. св. СССР 1520874, кл. С 22 С 35/00. Модификатор для стали. В.П. Сабуров, С.В.Мусялов, Г.Н.Миннеханов и др.

Формула изобретения

Модификатор для стали, содержащий порошки лигатур с редкоземельными металлами (РЗМ) и щелочно-земельными металлами (ЩЗМ), отличающийся тем, что он дополнительно содержит порошок фтористого кальция и/или криолита при следующем соотношении компонентов, мас. %: Порошок лигатуры с РЗМ - 10-40 Порошок лигатуры с ЩЗМ - 50-80 Порошок фтористого кальция и/или криолита - 5-10
причем размеры частиц порошка лигатуры с РЗМ составляют 0,1-1,5 мм, размеры частиц порошка лигатуры с ЩЗМ составляют 0,1-3 мм, а размеры частиц порошка фтористого кальция и/или криолита составляют 0,01-0,1 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1