Лигатура

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 565ОУЗ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.09.75 (21) 2171237/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.77. Бюллетень М 26

Дата опубликования описания 15,08.77 (51) М. Кл.з С 22С 35/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.168(088.8 (72) Авторы изобретения

В. Г. Горенко, М. А. Рысс, В. П. Зайко, В. Л. Конопацкий и В. В. Данилин

Институт проблем литья АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ЛИГАТУРА

10,0 — 40,0

1,0 — 40,0

1,5 — 15,0

0,1 — 5,0

0,05 — 8,0

Изобретение относится к литейному производству и черной металлургии, в частности к вопросам получения комплексных лигатур и использования их для внепечной обработки железоуглеродистых сплавов.

Известна лигатура, включающая, вес. %:

Хром 18,0 — 20,0

Кремний До 1,0

Углерод 0,1 — 1,0

Титан 2,6 — 3,0

Марганец До 15,0

Железо и никель Остальное (1).

Лигатура содержит малое количество легирующих карбидообразующих элементов— хрома, марганца и титана и совсем не содержит модифицирующих элементов; эта лигатура имеет высокую температуру плавления и очень плохо дробится.

Целью изобретения является улучшение микроструктуры и повышение физико-механических свойств железоуглеродистых сплавов.

Это достигается путем ввода в состав лигатуры молибдена, меди, кальция и олова при следующем соотношении компонентов, вес % .

Хром

Кремний

Железо

Марганец

Титан

Молибден 0,5 — 12,0

Медь 0,01 — 15,0

Кальций 0,05 — 6,0

Олово 0,005 — 5,0

5 Углерод 0,05 — 0,35

Никель Остальное.

Нержавеющие стали, например, типа

1Х18Н9ГЛ, получаемые с применением предлагаемой лигатуры, имеют низкий предел по

10 содержанию кремния. Поэтому лигатуры для легирования сталей должны содержать около 1,0% кремния. Верхний предел по содержанию кремния (40,0%) относится к лигатурам, используемым для внепечной обработки

15 чугуна. Являясь графитизатором, кремний, совместно с никелем и медью, подавляет карбидостабилизирующие действия хрома, марганца и молибдена.

Нижний предел по содержанию титана оп20 ределяется исходными шихтовыми материалами, верхний — его действием на чугун, При содержании в лигатуре до 6,0% кальция использование титана в количествах более

8,0% является нецелесообразным.

25 Молибден в состав лигатуры введен с целью улучшения микроструктуры и повышения физико-механических свойств чугунов и сталей. Нижний предел по содержанию молибдена используется при максимальном содержа30 нии в лигатуре хрома и никеля. Ограничение

565073

Таблица 1

Химический состав лигатуры, вес,, Элементы

18,64

14,27

28,91

2,14

4,62

11,82

12,65

3,23

4,11

0,48

Остальное

23,85

24,26

31,67

1,43

3,87

3,32

5,19

2,64

3,62

0,35

Остальное

15,12

32,16

37,46

0,64

6,14

1,67

0,84

2,68

2,18

0,37

Остальное

Остальное

Никель

19,2

0,86

0,82

2,84

Хром

Кремний

Марганец

Титан

Молибден

Медь

Кальций

Олово

0,21

13,83

Углерод

Железо

3 верхнего предела (12,0 /о ) определяется экономическими соображениями. Кроме того, наблюдается незначительное повышение свойств железоуглеродистых сплавов при повышении в лигатуре содержания молибдена больше 18,0%. Кальций способствует измельчению первичного зерна в сталях и уменьшению размеров графитовых включений в чугунах. Нижний предел по содержанию кальция используется в чугунах при максимальном (3,0 /о) содержании в лигатуре олова, которое также интенсивно влияет на уменьшение размеров и улучшение формы графитовых включений. Содержание олова в лигатурах, применяемых для обработки стали, должно быть в пределах 0,005 — 0,10%, а содержание кальция порядка 6,0О/О. Использование лигатур для обработки чугуна с ббльшим содержанием кальция (чем 6,0%) не дает заметного улучшения микроструктуры и свойств металла.

Медь в чугуне способствует повышению физико-механических и антикоррозионных свойств чугуна и улучшению пластических свойств сталей. Ее вводят в лигатуру с целью частичной замены никеля. Ее вводят в лигатуру с целью частичой замены никеля. Минимальное содержание меди определяется ее количеством в шихтовых материалах, а максимальное (15,0%) — количеством меди, которое может заменить никель без заметного ухудшения микроструктуры и свойств чугунов.

Минимальное содержание в лигатуре олова определяется его количеством в исходных материалах, а максимальное — экономической целесообразностью его использования для улучшения микроструктуры и повышения свойств железоуглеродистых сплавов.

Содержание углерода зависит от основы сплава. При содержании в сплаве 60,0 /о никеля углерод находится на нижнем пределе, а когда в сплаве содержание хрома и кремния близко к 40,0О/о — на верхнем пределе.

Исследование влияния известной и предлагаемой лигатур на микроструктуру и свойства железоуглеродистых сплавов, в первую очередь чугунов, проводят в условиях литейного цеха опытного производства ИПЛ АН

УССР.

Лигатуры выплавляют в печи АГП-102, раз10 ливают в чушки и затем измельчают до кусков размеров меньше 15 мм.

Химический состав исследованных лигатур приведен в табл. 1.

Состав 1 соответствует известной, а соста15 вы 2, 3 и 4 — предлагаемой лигатурам.

Исследование действия различных количеств указанных составов лигатур на микроструктуру и свойства чугунов осуществляют на исходном чугуне следующего состава, 20 вес. /о.. углерод 3,48; кремний 1,63; марганец

083; сера 0,04; фосфор 0,11; железо — остальное. Выплавку чугуна проводят в печи

ДСП-0,5. Температура металла при плавлении не превышает 1480 — 1490 С. Внепечную обработку чугуна осуществляют в ковше при температуре металла 1420 — 1450 С. Для обработки используют лигатуры различного состава в количествах 0,6; 1,2; 1,8; 2,4 /о от веса обрабатываемого чугуна. Заливку форм ведут металлом с температурой 1320 — 1350 С.

Свойства исходного чугуна и чугуна, обработанного различными количествами лигатур составов 1 — 4, приведены в табл. 2. Из данных таблицы видно, что предлагаемая лигатур» позволяет получать более высокие свойства, чем известная, причем самые высокие свойства получают при использовании лигатуры состава 4. Это объясняется тем, что лигатура дополнительно содержит молибден, медь, 40 кальций и олово и основные компоненты, взятые в оптимальном соотношении. В результате в микроструктуре чугуна получается мелкопла565073

Таблица 2

Физико-механические свойства чугуна

Расход лигатуры, о

Состав лигатуры

Е, кг/мм

НВ, кг/мм изг KF/мм с кг/юР в, мм

10800

175 †1

3,0 — 3,2

42,6 — 46,3

44,1 — 47,4

46,3 — 49,8

52,6 — 55,8

56,3 — 58,1

18,3 — 20,5

20,9 — 21,8

22,4 — 23,7

23,5 — 24,1

24,5 — 25,6

0,6

1,2

1,8

2,4

11400

190 †1

3,0 — 3,3

11600

3,1 — 3,4

190 †2

185 †1

190 †2

195 †2

195 †2

3,0 — 3,3

3,0 — 3,2

3,1 — 3,4

3,1 — 3,5

43,6 — 47,3

45,4 — 49,6

53,1 — 54,7

55,2 — 56,8

20,8 — 21,8

21,2 — 22,2

21,9 — 22,8

22,8 — 23,7

0,6

1,2

1,8

2,4

11650

3,0 — 3,3

3,1 — 3,3

3,2 — 3,5

3,3 — 3,7

44,3 — 47,7

46,8 — 50,2

54,2 — 56,4

57,6 — 59,4

21,1 — 22,0

22,8 — 24,0

23,8 — 24,6

24,4 — 27,3

0,6

1,2

1,8

2,4

11450

195 †2

12050

200 †2

44,6 — 48,2

49,3 — 54,9

3,0 — 3,4

3,1 — 3,5

21,8 — 23,6

23,8 — 25,1

0,6

1,2

195 †2

11600

Ф ор мула изобретения

Составитель О. Веретенников

Редактор Н. Корченко Техред А. Камышникова Корректор О. Тюрина

Заказ 1651/5 Изд. № 598 Тираж 778 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 стинчатый графит и перлитная микроструктура, а при использовании 2,4% лигатуры появляется сорбит, дополнительно способствующий повышению физико-механических свойств металла. При использовании для внеЛигатура для обработки железоуглеродистых сплавов, включающая никель, хром, кремний, марганец, титан, углерод и железо, отличающаяся тем, что, с целью улучшения микроструктуры и повышения физикомеханических свойств железоуглеродистых сплавов, она дополнительно содержит молибден, медь, кальций и олово при следующем соотношении компонентов, вес. %.

Хром 10,0 — 40,0

Кремний 1,0 — 40,0 печной обработки чугуна лигатуры предлагаемого состава в количестве 0,6 — 2,40 физико-механические свойства чугуна повышаются на одну — три марки.

Железо 1,5 — 15,0

Марганец 0,1 — 5,0

Титан 0,05 — 8,0

Молибден 0,5 — 12,0

10 Медь 0,01 — 15,0

Кальций 0,05 — 6,0

Олово 0,005 — 5,0

Углерод 0,05 — 0,35

Никель Остальное.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ЧССР Ма 97750, кл. 5с 9/30, 1959.