Модификатор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii740853 ) ", I (6l ) Дополнительное K HBT. cBHfl-8$ (22) Заявлено 22.02.78 (21) 2583812/22-02 (51) М. Кл.

С 22 С 35!00 с присоединением заявки,%

Государственный кемитет (23 } Приоритет но лелам изобретений н аткрытнй

Опубликовано 15.06 80 Бюллетень Рй 22

Дата опубликования описания 18,06.80 (5Ц УДК 669.15-1 98(088.8) R 3. E acKHH, C. Я. Шипицын, Б. А. Кириевский, А. В. Аленкевич, О. В. Трифонов, В. А. Губа, Э. P. Фомин и Е. И. Фомицкий (72) Авторы изобретения (7l3 Заявитель

Институт проблем литья AH Украинской ССР (54) МОДИФИКАТОР

Изобретение относится к области черной металлургии и литейного производства и может быть использовано для повышения физико- механических и специальных свойств сплавов на основе железа, в первую очередь конструктивных низколегиро5 ванных и износостойких марганцовистых сталей.

Известен модификатор следующего состава, вес.%:

Азот 0,5-2,5

Ванадий 1 0,0-20,0

Бор 0,05-0,5

Марганец 0,3-30,0

Кремний 0,2-2,0

Железо Остальное )1), Для получения в модификаторе до 2,5% азота, как установлено экспериментально, при указанном содержании марганца и отсутствии хрома необходим обязательный о

15-20-кратный избыток ванадия по отношению к азоту. Это значительно снижает экономическую эффективность применения такого модификатора, так как значитель2 ная часть дорогостоящего ванадия используется не с максимальным эффектом, т.е. не в виде,нитридов ванация. Кроме того, в модификаторе содержится всего до

2,0% кремния, ограничение которого также связано с желанием повысить растворимость азота в основе модификатора.

Однако при таком содержании кремния модификатор не технологичен — очень плохо дробится, что затрудняет его использование.

Бель изобретения заключается в повышении физико-механических свойств конструкционных и марганцовистых ствлей при незначительном расходе модификатора.

Поставленная цель достигается тем, что в состав модификатора на основе железа, содержащего азот, ванадий, бор, марганец и кремний, дополнительно вводят хром, кальций и магний при следующем соотношения компонентов, вес.%:

Азот 0,5-3,0

Ванадий 7,0-18,0

740853

Бор

Марганец

Кремний

Хром

Кальций

Магний

Железо

Дополнительный оо5 0,5

1О,О 4О,О

0,2-8,0

5,0-30, О

О,О1 0,5

0,005-0,2

Остальное ввод хрома в указанОбразец

0,44

0,38

0,23

Таким образом, при вводе модификато45 ров предлагаемого состава износостойкость и механические свойства образцов из сталей Г13Л и 35ХГСЛ значительно улучшаются по сравнению с известным составом. ных пределах позволяет повысить растворимость азота до 3% при указанном соотношении элементов и, что более важно, уменьшить избыток ванадия сверх стехеометрического соотношения к азоту. Это, как уже отмечалось, значительно повышает экономичность использования модификатора.

Кроме того, введение хрома позволяет повысить содержание кремния в модификаторе до 8%, что значительно улучшает его технологичность — придает хрупкость. Дополнительную хрупность может придавать и сам хром. При содержании хрома менее

5,0% аффект повышения растворимости азота очень незначителен. При содержании хрома свыше 30,0% усложняется технология выплавки модификатора.

Добавка в состав модификатора кальция, во-первыхунесколько улучшает усвоение азота в расплаве, во-вторых, повышает чистоту по неметаллическим включениям основы модификатора и, следовательно, повышает физико-механические свойства обрабатываемых сплавов, прежде всего их пластичность. При содержании кальция манее 0,01% указанный эффект мало ощутим, а при содержании более 0,5% может происходить не очищение матрицы модификатора от неметаллических включений, а ее загрязнение.

Для улучшения технологических параметров выплавки модификатора и его. состав включили магний. В указанных пределах он уменьшает износ футеровки печи при выплавке модификатора и улучшает форму и распределение первичных нитри- дов ванадия в обрабатываемых сталях.

При количествах, превышающих указанные, магний вызывает значительные пироэффекты при его вводе в расплав.

В зависимости от условий производства обрабатываемых сталей модификатор в количестве 0,5-10% от веса стали вводят в печь перед разливкой, в ковш во время заполнения его металлом или в изложницу (форму) на струю металла.

Пример. В условиях опытного производства были получены и испытаны модификаторы предлагаемого состава

10 (1 3) и известного состава (4), приведенные в табл. 1.

Модификаторы в количестве 15 кг на

1 т жидкой стали вводили в марганцовистую сталь Г13Л, а также низколегирован15 ную сталь чарки 60ГЛ. Изготовляли ролики из опытных сталей Г13Л, а также образцы для механических испытаний из стали 35ХГСЛ. В стали вводили модификаторы составов 1-4. Испытания на износ проводили в условиях сухого трения качения с 10%-ным проскальзыванием на машине типа Амслера (давление в контакте 70 кг, число оборотов П =70000).

Материалом для контрролика во всех случаях служила бандажная сталь одинаковой твердости.

Определение механических свойств образцов производили по стандартным методикам.

Результаты испытаний образцов приведены ниже и в табл. 2.

Износ образцов из стали Г13Л, г

4 (прототип) 0,46

740853

Таблица 1

Мо

1 0,5

70 005 100 80 300 001 02

3,0 18,0 0,5 40,0 0,2 5,0 0,5 0,005

1,8 15,0 0,2 20,0 3,4 10,0 0,2 0,1

4 (прототип) 12 180 02 250 11 lс

Основа — железо.

Таблица 2

Обра

19,0

4,8

30,5

20

77,5

5,1

5,4

46

26 ошении ком- Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0,5-3,0 1. Авторское свидетельство СССР

7,0-18,0 0 N 558061, кл. С 22 С 35/00, 1977.

Составитель Т, Платицина

Техред М. Петко Корректо Г. Решетник

Редактор F.. Хорина

Заказ 3159/32 Тираж 694 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Модификатор, содержлций азот, ванадий, бор, марганец, кремний, железо, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения физико-механических свойств конструкционных и марганцовистых сталей, он дополнительно содержит хром, кальций, магний при следуюцем соотн понентов, вес.%:

A зот

Ванадий

Бор

М арганец

Кремний

Хром

Кальций

Магний

Железо

0,05 -0,5

10,О-4О, О

0,2-8,0

5,0-30,0

0,01-0,5

0,005-0, 2

Остальное