Лигатура

 

ОПИСАНИЕ „„910826

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сотов Советских

Социалистических

Респттбпни (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5! )М. Кл. (22) Заявлено 08. 08. 80 (21) 2971910/22-02

С 22 С 35/00 с присоединением заявки М

Гввударстеенвый квмитет (23) Приоритет

Опубликовано 07. 03 82 ° Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 09.03.82 вв делам кзобретеккй к вткрыткй (53) УДК 669.15-198 (088. 8) С.Н. Примеров, И.Я. Гришин, Ю.П. Алексеев, В.,Ф.,Чигринов, З.A. Салтыкова, В.П. Плотников, В.Н. Голобородов, 0 Н. Евдокимов, Н.Ф. Лебедев, М.М. Верклов, А.И. Карасенко,, A.À. Вихляев и В.Ф. Лысенко

1 (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель

«««"«« »

° « (54) ЛИГАТУРА

Изобретение относится к металлургии стали и сплавов, в частности к разработке эффективных лигатур и модификаторов для повышения качества и долговечности литых изделий.

Известна лигатура 1) следующего состава, вес. 3:

Редкоземельные металлы 5-30

Кальций 10-15

Алюминий 10-30 Титан 10-20

Никель Остальное

Повышенное содержание титана в этой лигатуре предопределяет целесооб15 разность ее применения при выплавке нержавеющих сталей. Вместе с тем для большинства марок конструкционной стали повышенное содержание титана недопустимо из-за вероятности образо-. вания черезмерного количества нитридов, которые располагаются на границах зерен и тем самым снижают весь

2 комплекс литейных и механических свойств стали.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является лигатура )2) следующего состава, вес.3:

Кальций 10-15

Редкоземельные металлы (РЗМ)

Алюминий

Ванадий

Никель

Эта лигатура предназначена, главным образом, для выплавки ванадий" содержащих конструкционных сталей, в частности стали 45ФЛ.

Недостатком известной лигатуры яв" ляется то, что она содержит большое количество ванадия и не обеспечивает значительного повышения трещиноустойчивости отливок, .а также пластичности и ударной вязкости обрабатываемой стали.

Э 91082

Цель изобретения - повышение пластичности, ударной вязкости и трециноустойчивости стали.

Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержащая кальций, ред- коземельные металлы, алюминий, ванадий и никель, дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, вес.4:

Кальций 5"15 1Î

Редкоземельные металлы 10-30

Алюминий,1 5-25

Ванадий 0,5-3

Титан 0 5-9

Никель GcTBflbH0G

Снижение стоимости выплавки вана-, дийсодержащей стали связано со сниже нием содержания ванадия в составе лигатуры за счет использования дешево- щ

ro шлака, содержащего этот элемент.

При этом шлак наводят в плавильном агрегате в таком количестве, которое с учетом концентрации в шлаке этого элемента обеспечивает необходимое 2s его содержание в стали. Так, в конструкционной стали 45ФЛ содержание ванадия, обеспечивающее максимальную прочность, должно находиться в пре делах 0,05-0,12 вес.3. Необходимо такз же учитывать, что ванадий частично выгорает в плавильном агрегате в процессе асей выплавки. Поэтому содержание ванадия в пределах 0,5-3 вес.3 в лигатуре стабилизирует его оптимальное содержание в стали.

Дополнительное введение в состав лигатуры титана объясняется тем, что титан является сильным раскислителем и эффективным модификатором структуры стали, что в совокупйости обеспечивает заметное повышение трещиноустойчивости отливок. Одновременно улучшаются такие характеристики стали как пластичность и ударная вязкость. Оптимальное содержание титана в предлагаемой лигатуре должно находиться в пределах 0,5- 9 вес.3.. Меньшее его содержание в лигатуре не обеспечивает положительного эффекта, а .большее„ свыше верхнего. предела, при6 4 водит к образованию в стали значительного количества нитридов титана, которые резко снижают основные свойства стали.

С целью определения оптимального состава лигатуры проводятся опытные плавки конструкционной углеродистой стали 45ФЛ.

Металл выплавляют в дуговой электропечи емкостью 7 т с кислой футеровкой в условиях сталелитейного цеха.

Ванадийсодержащий шлак с содержанием

9- 12 вес.4 ванадия вводят в печь.

Весь металл выпускают в 7 т разливочный ковш. При выпуске расплав обрабатывают добавкой 0,3 вес.Ф опытных лигатур составов, приведенных в табл. 1. Для сравнения часть плавок проводят с модифицированием известной,лигатурой.

Выплавленными сталями, обработанными опытными. лигатурами, заливают трефовые земляные формы, из которых изготавливаются образцы на растяжение и ударную вязкость. Одновременно заливаются опытные комплексные пробы для сравнения трещиноустойчивости отливок, которую оценивают по общей площади горячих трещин, возникающих в термическом узле. Термическая обработка образцов для механических испытаний из стали 45ФЛ в соответствии с ГОСТ 977-75 включает нормализацию при 920 С.

Результаты механических испытаний и по определению трещиноустойчивости отливок приведены в табл. 2.

Из полученных результатов можно заключить, что предлагаемая лигатура составов 2-6 превосходит известную по всему комплексу исследуемых свойств.

Трещиноустойчивость отливок повышается на 5 - 103. При практически неизменных прочностных свойствах относительное удлинение и сужение соответственно увеличиваются с 14,2 до 19,4ъ и с 20,4.до 30,3 „ что составляет повышение на 37 и 503. Аналогично показателям пластичности ударная вязкость увеличивается с 4,2 до 5,2 кгм/см 1 что составляет повышение на 253.

Таблица 1

910826

-Ли гату-. ра имическии состав, вес.

Кальций РЗН Алюми

Известная

15 22

Остальное

Предлагаемая

4,0 Остальное

2 5

6,5

3,0

2 5

2,0

0,5

0,5

0,8

9,0

Т а б л и ц а 2

Известная

142 204 42

Предлагаемая

911 298 . 51

85

18,7 30 1

5 1

194 303 52

10

18,8 26,4 5,0

52

4,9

17,6 25,2

26 19

30 . 15

22 20

10 25

14 15

Формула изобретения

Лигатура, содержащая кальций, редкоземельные металлы, алюминий, ванадий, никель, отличающаяся тем, что, с целью повышения пластичности, ударной вязкости и трещиноустойчивости стали, она дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, вес. 3:

Кальций 5-15

Редкоземельные металлы 10-30

910826 .

Составитель Т. Платицина

Корректор Г. Решетник

Редактор Т. Веселова . Техред С.Мигунова

Заказ 1049/6 Тираж 657

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4,Алюминий 15-25

Ванадий .0,5-3

Титан 0 5-9

Никель Остальное

Источники инФормации, принятые во внимание при .экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР по заявке М 2657714/02, C 22 C 35/00, 1979.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2657716/02, кл. С 22 С 35/00, 1979.