Лигатура

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалист ическик

Республик

gn834195

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 211279 (21) 2856933/22-02 с присоединением заявки Ио (23) ПриоритетОпублмковано 300581. Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 300581 (53)М. Кл.з

С 22 С 35/00

С 22 С 19/03

Государственный комитет

С СС Р по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.15-198(088.8) (72) Авторы изобретения

С.Н. Примеров, Л.A. Позняк, В.П. Плотников, В.Н. Голобородов, И.Г. Раздобарин, С.Н. Бобраков, В.Г. Горенко и А.И. Чернявский (71) Заявитель

Институт проблем литья AH Украинской CCP (54) ЛИГАТУРА

Кальций

Редкоземельные металлы

Алюминий

Никель

5- 15

10 — 30

5 - 25

Остальное

Изобретение относится к металлур-гии .стали и литейному производству, в частности к разработке высокоэффективных лигатур и модификаторов для повышения качества и долговечности литых изделий.

Известна лигатура, содержащая в качестве основы никель и 5-ЗОЪ редкоземельных металлов (1). 10

Недостатком известной лигатуры является то, что она при модифицировании не обеспечивает значительного повышения технологических свойств стальных отливок.

t5

Цель изобретения — повышение трещиноустойчивости отливок, свариваемости, обрабатываемости и механических свойств стали.

- Укаэанная цель достигается тем, что лигатура, содержащая редкоземельные металлы, дополнительно содержит кальций и алюминий при следующем соотношении компонентов, вес .В

Дополнительное введение в состав лигатуры кальция и алюминия связано с их благоприятным совместным влиянием на количество, форму и характер распределения неметаллических включений, структуру стали, содержание газов и серы. В этом случае общее содержание включений в стали снижается почти в два раза. Одновременно снижается содержание кислорода и серы. Но более важным является то, что оставшиеся включения под воздействием алюминия и кальция приобретают округлую форму и перераспределяются в металле равномерным фоном. При этом наблюдается заметное очищение границ зерен. Последнее является особенно важным для трещиноустойчивости отливок и улучшения свариваемости.

Равномерное распределение включений, глобуляризация и снижение плотности включений приводит к существенному повыаению обрабатываемости стали.

Другими факторами благоприятного влияния вводимых элементов в состав разрабатываемой лигатуры и механические свойства являются измельчение зерна (модифнцирование структуры) и миктзолегирование стали.

834195

Т а б л и ц а 1

Известная

Остальное

20 То же

Предлагаемая: 1 5

25

16 — ив

5 — н—

ЗО

952044638

95,8 84,3 ная

14 8 29 5 6 9 38

2 12 98,5 89,5 15,7 32,8 7,3 39

15,3 31,4 7,1 37

3 10 98,4 88,9

4 9 96,6 87,4 15,6 30,6 7,0 38

Рассмотренные выше факторы наряду с улучшением трещиноустойчивости отливок, обрабатываемости и свариваемости стали обеспечивают повышение жндкотекучести и механических . свойств, особенно пластичности и ударной вязкости.

Пример . Сталь выплавляют ,в 300-килограммовой индукционной

2 10

3 7

4 15

Для определения механических свойств и обрабатываемости заливают опытные пробы с заготовками, изготовленные по выплавляемым моделям. Из заготовок после термической обработки изготавливают общепринятые образцы. на разрыв и ударную вязкость, а из стояков вытачивают цилнндричесПредлагаемая: 1 7 97,3 87,6

Иэ табл. 2 следует, что предлагаемая лигатура оказывает на сталь

Ст 40хНИЛ более эффективное воздейст вие, чем известная лигатура. В частности, трешиноустойчивость отливок повышается на 7-12% а удлинение, сужение и ударная вязкость стали соот» печи методом переплава. В процессе фрикционной разливки расплав обрабатывают одинаковой добавкой лигатуры с различным содержанием компонентов.

Химические соотавы опытных лигатур приведены s табл. 1. Для сравнения часть металла модифицируют известной лигатурой. кие образцы на обрабатываемость резанием. Термическая обработка.образцов включает нормализацию при 880 С, закалку в масло от 860 С и отпуск при 500 С в течение 24 мин,а затем при 580 С - 45 мин.

Результаты испытаний образцов из . стали СТ 40хНИЛ приведены в табл. 2.

1 ветственно увеличиваются с 9,5;

20,4% и 4,6 кварц/cH до 15,7 32 8% и 7,3 кгсм/см, что составляет повышение на 64,60 и 58%.

В табл. 3 представлены механические свойства образцов из стали

Ст 40хНИП, сваренных встык.

834195

T аблица 3

16,5

80,3

89,6

6,8

3,3

Известная

Предлагаемая: 1

21,6

83,8

10,6

93,1

4,3

4,8

11,8

23,5

93,7

84,2

92,8

82,6

20,7

11,2

4,2

4,1

22,4

10,8

82,5

91,6

Таблица 4

Скорость точения, м/с

17,5

Класс чистоты поверхности

Как видно из результатов испытаний, уровень механических свойств стали после сварки выше, если ее обрабатывать предлагаемой лигатурой.

Одновременно проверка свариваемости свидетельствует о том, что сварные соединения в образцах, обработанных предлагаемой лигатурой, не имеют трещин как непосредственно в сварном шве, так и в околошовной зоне.

При одинаковых силовых режимах точения примерно равный износ режущего инструмена у стали Ст 40xHMJI, обработанной предлагаемой лигатурой достигается при скорости резания

16-18 м/сек, а у стали, обработанной известной лигатурой, — при скорости резания 12-13 м/с. Одновременно на

1 класс повышается чистота поверхности. !

При испытании на статическое раэтяжение образцов из стали, обработан" ной предлагаемой лигатурой, разрушения в местах шва и околошовной зоне не наблюдается. В образцах из стали, обработанной известной лигатурой, в укаэанных местах есть разрушение.

Результаты испытаний на обрабатываемость резанием приведены в табл. 4.

Испытание на обрабатываемость резанием также показывает, что стойкость режущего инструмента иэ быст«« рорежущей стали повышается в 1,360 1„5 раза нри условии проточки образцов, модифицированных предлагаемой лигатурой. Это имеет большое народнохозяйственное значение иэ-эа возрастающей дефицитности быстрорежущей стали.

834195

10-30

5 -25

Остальное

Формула изобретения

Составщ. ель Т. Платицина

Редактор И. Михеева Техред M.Асталош Корректое О. Билак

Заказ 4012/51

Тираж 681 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

Анализ проведенных исследований позволяет заключить, что предлага емая лигатура значительно превосходит известную лигатуру по эффективности воздействия на весь комплекс свойств стали. На 30-458 улучшается обрабатываемость резанием.

Лигатура, содержащая редкоземель- .

10 ные металлы и никель, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения трещиноустойчивости отливок, свариваемости, обрабатываемости и механических свойств стали, она дополнительно содержит кальций и алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.е:

Кальций 5 -15

Редкоземельные металлы

Алюминий

Никель

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 446560, кл . С 22 С 35/00, 1974.