Лигатура

 

. Союз Соаетсннк

Сецналнстнчесмнк

Ресеу лнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СОИ ИТИЗЬСТВУ

«»789623 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 050379 (21) 2732962/22-02 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 23.12.80, Бюллетень N9 47

Дата опубликования описания 231230

Р1 (3

С 22 С 35/00

Гвеударственнмй квинтет

СССР не декан нзебретеннй н открытнй (53) УДК 889.15-198(088.8) (72) Авторы изобретения

A.A.Øåéêî, В.Н.Бондаревский, Н.П.Моисеева, Б.Г.Зеленый, В.Г.Горенко, С.Н.Примеров, A.В.Клибус и И.Г .Раэдобарин

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

Изобретение относится к машиностроительной.и металлургической промышленности и может быть использовано при производстве отливок из модифицированной стали и чугуна с высокими физико-механическими свойствами.

Известна лигатура $1) следующего состава, вес.Вг

Редкоземельные металлы 15-70

Кремний 6-85

Железо Остальное

Однако высокое содержание кремния не позволяет использовать лигатуру для низкокремнистых жаростойких и жаропрочных сталей.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является лигатура (2) следующего состава, вес.Ъ: 20

Редкоземельные металлы 50-80

Никель 18-48

Углерод 0 05-0,5

Железо Остальное

Однако известная лигатура обладает25 рядом существенных недостатком. При выдержке перед заливкой модифицированного металла сульфиды церия и ря да других редкоземельных металлов восстанавливаются на поверхности ме 30 талла кислородом атмосферы. Восстановленная сера вновь насыщает металл.

Это обстоятельство требует максимального сокращения продолжительности выдержки модифицированного металла перед заливкой, что не всегда возможно в производственных условиях. При повышенном содержании серы в стали или чугуне, модифицированном лигатурой, в поверхностных зонах отливки возможно образование так называеьь х "черных пятен",, которые представляют со- бой в основном включения сульфидов

РЗМ. Механические свойства металла в этих зонах существенно понижаются.

Сера отрицательно сказывается на термостойкости сталей, особенно высоколегированных.

Цель изобретения — создание лигатуры, обладающей высокой рафинирующей способностью стали, что поэволФет значительно увеличить ее термостойкость

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый модификатор дополнительно содержит кальций, магний, цирконий, гафний.при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Кальций 0 5-10,4

Магний 0,1-5,0

789623

Т а б л и ц а 1

A (известная)

В (предлагаемая)

С -и52,3

20 5 0,15 21,35

0,50 0,10 10,3 9,45 10,20

3,35 2,63 14,75 21,50 17,64

10 4 5 0 19,8 34,6 26,3

69, 45

40,13

3 9

Таблица 2

71

0,025 .—

0 016 0,025, "

Церий 10,3-19,8

Цирконий 9,45-34,6

Гафний 10,2-26,3

Никель Остальное . Кальций в составе предлагаемой лигатуры расходуется в основном на глубокое раскисление и частично на обессеривание при комплексном модифи . цировании.

Гафний обладает высокой реакционной способностью к сере, кислороду и азоту. В модифицированной лигату. рой стали гафний связывает серу в соединение типа Hf> FeC 5, обладающее повышенной деформируемостью. Сталь, содержащая гафний, обладает повышенной термостойкостью,за счет снижения содержания в ней серы. Вместе с тем гафний способствует уменьшению аниэотропии стали.

РЗМ способствует сфероидизации сульфидных включений, что благоприятно сказывается на механических свойствах стали.

Магний является интенсивным рафинирующим элементом, способствующим глубокой дегазации и обессериванию модифицированного лигатурой металла.

Магний способствует кристаллизации стали со значительным переохлаждением, что положительно сказывается на ее механических и служебных свойствах.

Никель является легирующим элементом стали. Он способствует увеличению растворимости в лигатуре кальция,,магния, РЗМ, гафния, циркония, повышает усвоение перечисленных элементов при вводе лигатуры в жидкий металл.

Цирконий способствует измельчению сернистых включений в стали, образованию стойких карбидов и нитридов, по» вышает прокаливаемость стали, а также улучшает ее жидкотекучесть.

Пример. Сравнивается термостойкость стали, модифицированной ,известной лигатурой и предлагаемой.

Температура ввода лигатур в жидкий металл 1600Ь20 С, количество вводимой © лигатуры 0,3-0,5%.

Химический состав исходной стали, вес,Ъ: углерод 0,3, кремний 1,26; марганец 5,1; фосфор 0,03; сера 0,025; хром 24,5; никель 17,8; железо -остальное.

Испытания на термостойкость проводят на образцах 10х10х10 мм, выре- . занных из нижней части трефовидной пробы. Количество образцов — 3 шт от каждой плавки.

39 Термостойкость стали определяют путем закалки обраэцов указанного размера после нагрева их до температуры 1200+10 С в течение 5 мин и охлаждения в воде.

Термостойкость образца выражается числом циклов переменных нагревов до появления первых трещин.

В табл. 1 приведены составы лигаЗр тур; в табл.2 — сравнительные результаты исследования (плавка N 1 и 2 с использованием известных лигатур).

Вместе с тем, термостойкость ста ли, модифицированной предлагаемой лигатурой, в 1,?9-1,31 раэ выше термостойкости стали, обработанной лигатурой известной.

Zr Hf Ni С Fe.789623

Продолжение табл. 2,0,0100,01 Се 0,001 0,003 0,10 0,08

0,009 0,01 Се 0,005 0,01 0,10 0,11

° 0,0080,02 Се 0,01 0,015 0,12 0,20

101

106

Формула изобретения

10,3-19,8

9,45-.34,6

10,2-26,3

Остальное

Церий

Цирконий

Гафний

Никель

0 5-10,4

0,1-5,0 Составитель Т.Платицина

Редактор T.Kóãðûøåâà Техред T,Маточка Корректор М. Коста

Заказ 9005/31 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ 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

Лигатура, содержащая церий и никель, отличающаяся тем, что, с целью повышения термостойкости стали, она дополнительно содержит кальций, магний, цирконий, гафний при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Кальций

Магний

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 1533394, кЛ. С 22 С 35/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 514035, кл. С 22 С 35/00, 1976.