Комплексный модификатор
> 670628
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Со.сз Сосетских
Социалистических
Республик. +": 1ЙРф «,, Ь
Р (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.12.74 (21) 2084328 22-02 .с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.06.79, Бюллетень хо 24 (45) Дата опубликова»»я о»»сан»я 30.06.79 (51) Ч Кл з
С 22С 35/00
С 21С 1 00
Государственный комитет
СССР (53) ЪД1х 621.745 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изоб;ретения
H. Я. Ищук, В. В. Чебурко, И. М. Писаренко, В. А. Гарбуз, В. А. Ефимов, В. Б. Вихляев, Г. Л. Гурский, Ю. Г. Дубина, Н. В. Левошич, В. С. Оргияи и А. В. Великанов
Институт проблем литья АН Украинской CCP (71) Заяв итель (54) КОМПЛЕКСНЫЙ МОДИ ФИ КАТОР
Изобретен не от носится,к области металлурпии чер ных металлов и,может быть использовано п р и производстве среднеуглеродистых сталей типа рельсовой, бандажной, колесной и др. с повышенными физико-:мех а н|ическияи свойствами.
Известен комплексный модификатор, содержащий, вес. /0.
Марганец 50 — 80
Вариаций 2 — 10
Азот 1 — 8
Углерод До 1
Хром До 3
Титан До 3
Кремний До 3 железо Остальное (1).
Од на ко известный состав модификатора, будучи эффективным для обраоотки ряда сталей, при использовании для обработк и среднеуглеродистых сталей имеет ряд сушественных недостатков.
Во-первых, указанный:модификатор, повышая в определенной степени прочностные свойства стали,,несколько снижает пласт ические свой|ства металла (опнасительное удлинение и сужение) как при комнатных, так и при высоких (800—
1300 С) температурах, что ухудшает его дефармцруемость,при горячей и холодной обработке давлением.
Во-вторых, такой модификатор практически не ооеспечнвает снижения содержания кислорода, серы,и неметаллпческих вкг»очений,в стали и не вл ияет:на их,распределение в слитках и отливках, а также не уменьшает хим ическу)o неоднородность и не измельчает литую структуру слитков.
В-третьих, высокое содержание марганца и низкое садержан ие ва надия в сплаве
)p »предопределяет образование в нем значительного количества нитридов марганца, которые, как известно, диссоциируют при температуре 1200 — 1250 С. Пр и введении такого сплава в жидкую сталь ингриды ,г5 марганца разлагаются, и азот,в виде газообразной фазы удаляется из металла.
В то же время количество нитридов вана|дня, оказывающих решаюшее влияние.на упрочненсие стали, оказывается небольшим.
20 В результате данный модификатор не вызьовает достаточно высокого упрочнения стали.
Целью изобретения является разработж ка комплексного модификатора, обеспечивающего одновременное,и устойчивое значительное повышение прочностных и пластических ха рактериспик и удар ной,вязкости среднеуглеродистых сталей в шпроком зо интервале темперагур (от минус до
670628
1300 С), a aiHawHT t» качества 11 cpoi»a c.t) Kбы готовых изделий.
Указанная цель достигается тем, что в состав модификатора, содержащего наннадий, марганец, азот, кремний, н елезо допол н ительно вводят РЗМ в количестве б — 15% при следующем соотношении остальных компонентов, вес. %:
Ванадий 10 — 25
Марганец 15 — 25
Азот 0,5 — 2
К р ем,н.и и 7 — 10 железо Ост,альное.
Редкоземельные металлы, вводятся в состав модификатора в,процессе его выпла вки.
Модификатор вводится в жидкую сталь в количестве Ю,З вЂ” 0,5% в зависимости от способа ввада (количество модификатора ,у меньшается в случае его ввода в металл .непосредственно в,изложницу или центровую в процессе разливки). Модификаторы с большим содержа н ием на надеин, азота и марганца и меньшим содержанием РЗМ используются для сталей с пояиженным содержанием углерода и наоборот — для высокоуглеродистых.
При содерж анин РЗМ |в модификаторе менее 6% не достигается получен|не в металле оста-.очного содержания РЗМ более
0,01%, что нивелирует рафыни рующее влияние модифи като ра и не,обеспечивает повышения пластических свойств стали. При содержа и и»» РЗМ ooëåå 15% возможно образован не облачных скоплений неметаллических включений, воз никновение краевых дефектов в слитке |и ухудшение разливки вследствие затягивания,ковшевого стакана.
Пределы по содержа нию ва надия и азога обусловлены необходимостью получения в мсд иф икато ре от 5 до,15 вес. % ннтридов ванадия. Пр и содержа и и и их менее
5 вес. % модификатор не оказывает существенного влияния на проч постные свойства стали,,при содержании более 15 вес. % они укрупняются, что вред но сказывается на свойствах стали. Содержание марганца обусловлено тем,количеством азота, которое необходиио внести в модификатор с помощью азотирова нного марганца. Кремний вводится для пр ида ния модификатору хрупкости.
Следует отметить, что состав,п редлагаемого модифлкатора .по,ванадию, марганцу н азоту обеспечивает практичесии образование только HHtlpiHlIOIB ва надия, в .результате при вводе модификатора в сталь образовали не газоо6разного азота не наблюдается.
При обработке стали комплексным модиф икатором нитрнды ва надия, вносимые сплавом в металл, вызывают существенное (на 20 — 25%) его упрочнение, обусловленное появлением эффекта д исперсного твердения. РЗМ модификатора оказывает рафинирующее воздействие .на металл, при
Содержаш»е компонентов, вес.
4. а о
f»
Mnl х рЗч cr
Fe
0,5
1 10
1»5
5 1,5
9»7
1,6
40 3 17 18
46,0
3 3
10.7
0,.3
4 10
Количество модифици рова нной стали
451 составляло 40 кг. Комплексный сплав вводили в заливочный ковш в количестве
0,4% от веса металла.
Результаты сравнительного исследован ия меха(нических свойств металла (табл.
60 2) показали на ибольшую эффективность модификаторов 1, 2, 3, обеспечивающих,одновременное и наибольшее повышен не проч ности, пластичности и ударной вязкости стали. Установлено, что,при обработке стал и модификаторами с РЗМ в металле на 15 — 18% уменьшается содержание кислорода и неметаллических включений.
Фо рмула изобрете|ния
Комплексный модификатор для средсче:углерод истых сталей, включающий .ванадий, марганец, азот, кремний, железо, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью одновре65 менного и устойчивого повышения прочно4 этом уменьшается содержание кислорода и серы, .а значит и сод ржание и,размеры оксидных,и сульфидных включений. Наряду с этим РЗМ снижают ликвацию серы, а зйачит и химическую неоднородность, обеспечивают очищение гpaiHIHU, зерен и измельчают литую .структуру слитков и отливок. в Результате указа нного воздействия РЗМ модификатора на металл на 10 — 20% по10 вышаются его пластические характеристики на 20 — 50% ударная вязкость в самом широком интервале температур.
Таким образом, модификатор оказывает ком плексное,воздействие на металл,,15 обеспечивая одновременное повышение проч ности, пластичности и ударной вязкости среднеуглеродистой стали, à -,àêæå ее рафи ни роваюие, что позволяет повысить качество и срок службы готовых изделий (рельсов, колес, ба ндажей, рессор,и др.) ..
В лаборатор ных условиях Института проблем литья AH Украинской ССР проводилось испытан не комплексного модификатора указан ного состава на механические свойства сталей 45Х, С60 .и рельсовой. Составы мод ификатс1ров (1, 2, 3, 4) приведены в табл. 1 (№ 4 — известный мод1»срикатор).
Таблица 1
ЗО
670628
Таблица 2 ан, кt.м/см." при — 40 С о.в, KI /ìм-" о„ кг/мм-
Характеристика металла
Сталь
Ql 1 4
19Л
29,7
Рельсовая модификатомодификато59
17.5
28,.7
42
22 6
34.6
98,3
6.2 б,(80,5
12,0
100
47.0
ct 4
40Х модификатомодификато111,5
10.5
10,8
99,8
tlt23
53,7!
39,0
16,0
84 0
Обычный
Моди фици ров а н ны и ром №4
Модифицированный ром ¹.3 модификатомодификато14,3
6-3,0
90,1
36.5
72.6
18,4
44.0
Азот 0,5 — 2
Редкоземельные металлы 6 — 15
Кремний 7 — 10
Железо Остальное.
11сточники информации, .принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США № 3304-175. кл. 75-134, 19о4. стных и пластических характеристик, ударной вязкости, а также улучшения качества и увеличения срока службы готовых изделий, он дополнительно содержит редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, вес. %:
Ва ннадяй 10 — 25
Марганец 15 — 25
Составитель А. Кондратьев
Тсхред А. Камышникова Коррскто: Т. ДобровольскаF.
Редактор Е Дайч
Заказ 4!69
Изд. № 402 Тираж 727
НГ10 «Поиск» Государственного ко нтст:t СССР по делам изобретений и открытий
l,lt3t035, Москва, Ж-35, Раушская паб.. д 4,.5
Подпнснос
Загорская типография Упрполиграфиздата Мо=облисполкома
Обычный
Модифицированный ром ¹ t4
Модифицированный ром № 1
Обычный
Модифицированный ром №4
Модифицированный ром № 2 пHt кгм/с ма при комнат.н, тернер.
