Лигатура

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик р»954475 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02. 07. 80 (21) 2949940/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 300882. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 300882

311М Кю1 з

С 22 С 35/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (33) УДК 669.15-198(088.8) В.A. Голубцов,. В.Г. Павлов, Ю.A. Борисов и. В.A. Kapno (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Научно-исследовательский институт металлургии (54) ЛИГАТУРА

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве легкообрабатываемой селентеллурсодержащей стали.

Известна лигатура следующего состава, вес.%: селен 20 — 55, марганец — остальное (1j . Лигатура имеет высокую температуру плавления.

Ее недостатком является сравнительно низкое содержание селена. Увеличение же количества присаживаемого материала в ковш или в изложницу в ходе разливки стали,. с целью повышения содержания селена в стали, приводит к значительному снижению температуры металла.

Наиболее близкой K изобретению по технической сущнОсти и достигаемому результату является лигатура t2jследующего состава, вес.Ъг

Магний 2-4

Кальций 3-19

Редкоземельные металлы 5-30 25

Алюминий 0,5-1,5

Селен 0,1-10

Кремний Остальное

Недостаток известйой лигатуры заключается в следующем. 30

Содержание селена в легкообрабатываемых сталях колеблется в пределах от 0,04 до 0,35%. Содержание же селена в лигатуре незначительно, а увеличение количества присаживаемой лигатуры приводит к повышению количества вводимых в составе модификатора РЗМ и, как .следствие, образованию цериевой неоднородности. Повышенное содержание кремния и алюминия приводит к снижению пластических свойств -и ухудшению условий деформирования сложнолегированных сталей и сплавов. В большей своей части лигатура состоит из легкоокисляющихся элементов (РЗМ, кальция, алюминия, кремния), которые не предохраняют дорогостоящий селен от угара при вводе в металл. Это объясняется отсутствием устойчивых (химически прочных) соединений селена с имеющимися в составе лигатуры элементами.

Цель изобретения — снижение угара селена и улучшение обрабатываемости сталей за счет повышения термодинамической устойчивости легколетучих соединений селена и поверхностной активности селена.

Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержащая селен, каль954475.,нй, редкоземельные металлы, крем? .:.и, дополнительно содержит теллур и медь при следующем соотношении ком"

1онентон, вес.Ъ:

Гелен 60-90

КалЬций 0,1-15,0 5

Редкоземельные металлы 1,0-10,0

Теллур 5 0-30,0

Медь 0,5-10,0

Кремний Остальное 10

Алюминий, магний и железо присутствуют, в лигатуре в виде примесей как сопутствующие элементы при введении силикокальция. Введение в состав лигатуры селена позволяет повысить обрабатываемость стали и сплавов. При содержании в лигатуре менее 60Ъ селена эффект улучшения обрабатываемости металла не достигается, так как количество вводимого селена не- 20 достаточно. При введении ее» в сталь, г;птример нержавеющую в лигатуре, cog.,Lðæàùåé свыше 90Ъ селена, происход??т интенсивный угар селена, так как температура плавления лигатуры очень 5 низкая — менее 320 С

Теллур прв введении в сталь также способствует улучшению обрабатываемости стали. При введении в лигатуру менее 5Ъ теллура содержание теллура в металле незначительно (0,01Ъ) .

Улучшения обрабатываемости металла не происходит..увеличение содержания в лигатуре теллура свыше ЗОЪ может повлечь cíèæåíèå показателей горячей пластичности металла (при содержании теллура в стали 0,03 — 0,4Ъ), а также ухудшение качества поверхности про ката.

Модифицирующее действие добавок селена и теллура имеет адсорбцион- 40 ную природу. Понижая поверхностное натяжение расплава, эти элементы вызывают пластифицирование тончайшего слоя обрабатываемого металла и способствуют облегчению сдвигообразования, 45 уменьшая при этом силы резания. При совместном введении в стальной раcïëàâ селена и теллура наблюдается значительное (в 1,3-1,6 раза)улучшение обрабатываемости стали по срав-50 нению с присадкой одного или друго" го элемента в отдельности.

Пдлучение дополнительного эффек..та улучшения обрабатываемости металла ?",ри совместном введении селена и теллура, по сравнению с присадкой в металл этих элементов в отдельности, связано с достижением более низкого поверхностного натяжения металла при использовании интерметаллического соединения БеТе, активность компонентов которого взаимно усиливается при модифицировании стального расплава„

Введение РЗМ в сбстав лигатуры приводит при обработке ею стали к 65 измельчению дендритной структуры металла, измельчению селенидных и теллуридных включений, более равномерному распределению их в объеме металла. При содержании в лигатуре менее 1,0Ъ РЗМ модифицирующее действие не оказывают, так как дисперсность дендритной структуры определяется числом затравочных кристаллов, формирующихся на стенке форм?, и получение тонкоэернистой структуры обеспечивается только при критическом количестве зародышей. При содержании в лигатуре более 10Ъ Р3М происходит окрупчивание границ зерен, снижение механических свойств.

Кальций способствует глобуляризации включений селенидов и теллуридов при его концентрации в лигатуре не менее 0,1Ъ. При содержании кальция в лигатуре более 15,0Ъ приводит к ухудшению горячей технологической пластичности металла.

Введение меди обусловлено необходимостью повышения термодинамической устойчивости легколетучих соединений селена и повышения усвое— ния селена. Термодинамическая устойчивость химических соединений селена с медью более высокая, чем, например, с железом, кальцием и другими элементами. При содержании в лигатуре меди менее 0,5Ъ, учитывая, что температура плавления лигатуры повышается не более чем на

70-100 С, термодинамическая устойчивость легколетучих соединений селена недостаточна, высокий угар селена не предотвращается.

Повышение содержания в лигатуре меди более 10Ъ не приводит к дальнейшему увеличению температуры плавления лигатуры — свыше 500 С (cM. диаграмму состояния системы Cu-Se) и повышению стойкости химического соединения сплава, а лишь снижает механические свойства металла.

Кремний в лигатуре состава является элементом способствующим повышению усвоения РЗМ и кальция, которые могут быть представлены в виде порошкообразных или кусковых материалов. Редкоземельные металлы, кальций, кремний вводятся для получения предлагаемого состава в виде лигатур„ изготовляемых в пром?шленных условиях — ЖКМК Р 1 р РЗМ

5,2Ъ, Са 13,2, Al 1Ъ, Sl 47Ъ), ФСМЦ-1

РЗМ .17Ъ, Са 14Ъ, А1 6,6Ъ? Sl 46,9Ъ)

СКЗО (Ca 33,7Ъ, Al 1,2Ъ Si 57,5Ъ), Селен, теллур и медь добавляют в виде технически чистых материалов.

Лигатуру. предлагаемого состава получают методом сплавления компонентов. Перемешиванию подвергаются исходные компоненты лигатуры с относительно низкими температурами плавления, например селен 217 С и

954475

Формула изобретения

Составитель Т. Платицина

Редактор А. Фролова Техред М.Тепер Корректор А. Дзятко

Заказ 6372/24 Тираж 660

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 теллур 45OoC . В плавильном агрегате расплавляют вначале более тугоплавкую часть лигатуры предлагаемого состава медь, ЖКМК-10, а затем присаживается легкоплавкая часть. При расплавлении всех поставляющих лигатуру перемешивают и либо выливают в форму, а затем дробят, либо гранулируют на специально пред- назначенной для этого установке с получением фракции 1,0-15,0 мм.

Введение лигатуры в металл производят в измельченном (гранулированном) виде, например, в изложницу в ходе разливки стали.

Лигатуры опробуются при введении !5 в нержавеющую (12X18H10E)p конструкционную (40 Е, 45 Г1Е ) сталь в ходе разливки слитков емкостью от 0,03 до 8,2 т.

Обрабатываемость металла оцени- 20 вают по величине износа резца при обработке образцов металла разных вариантов при скоростях резания 10, 23, 35, 48 м/мин, при подаче 0,2 мм/об, глубине резания 2 мм. 25

Представленные данные показывают, что предлагаемая лигатура способствует повышению обрабатываемости резанием нержавеющей стали в 1,35-1,45 раза, конструкционной стали — в 1,4-1,6 раза.

Экономический эффект от внедрения лигатуры составляет при производстве -1 т легкообрабатываемой нержавеющей стали {ГОСТ 5632-72)

22,2 руб., легкообрабатываемой конструкционной стали (ГОСТ 1414-75)—

6,01 руб.

Лигатура, содержащая селен, кальций, редкоземельные металлы, кремний, отличающаяся тем, что, с целью снижения угара селена при легировании и повышения обрабатываемости стали резанием, она дополнительно содержит теллур и медь при следующем соотношении компонентов, вес.В:

Селен 60-90

Кальций 0,1-15

Редкоземельные металлы 1-10

Теллур 5-30

Медь О, 5-10

Кремний Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 334271, кл. С 22 С 35/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 567768, кл. С 22 С 35/00, 1976.