Лигатура Советский патент 1983 года по МПК C22C35/00 C22C19/03 

О

го

4

сл

ND

Изобретение относится к металлургии стали и литейного производства, и частности к разработке эффективных лигатур для нержавекицих сталей. Известна лигатура ij , содержащая, вес.%:

Никель45-49

Церий20-22

Иттрий10-11

ЖелезоОстальное

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является лигатура содержащая, вес.%: Редкоземельные металлы . 25-30 Кальций12-16

Алюминий15-20

Титан12-16

Иттрий12-20

НикельОстальное

Недостатком известной лигатуры является то, что при модифицировании ею нержавеющих сталей не повышается коррозионная стойкость, гидроплотность отливок и весь комплекс литейных и механических свойств, особенно пластичность и ударная вязкость. Кроме того, не снижается склонност ь стали к межкристаллитной коррозии и не улучшается обрабатываемость резанием.

Эти недостатки связаны с отсутствием в составе лигатуры таких

сильных раскислителей и рафинируюидих добавок, как алюминий и кальцийД

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости, литейных и механических свойств, снижение склонности к межкристаллической коррозии и улучшение обрабатываемости резанием нержавеющих сталей.

Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержащая кальций, редкоземельные метешлы, иттрий алюминий, титан и никель, содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%:

Кальций10-15

Редкоземель ные металлы15-20

Иттрий5-10

Алюминий10-20

Титан5-10

НикельОстальное

В качестве примесей лигатура может содержать 1-2 вес.% железа.

Проведены опытные плавки и иссутедованы основные свойства стали 12Х18Н9ТЛ, обработанных предлагаемой и известной лигатурами.

Металл выплавляли в 160 кг индукционной печи с основной футеровкой методом переплава. При фракционной разливке расплавы модифицировали лигатурами химических составов, приведенных в табл. 1.

Таблица 1

ЛИГАТУРА, содержащая кальций, редкоземельные металлы, иттрий, алюминий, титан и никель, о т л ичающаяся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости, литейных и механических свойств, снижения склонности к межкристаллитной коррозии и улучшения обрабатываемости резанием нержавеющих сталей, она содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%: Кальций10-15 Редкоземельные металлы15-20 Иттрий5-10 Алюминий10-20 Титан5-10 НикельОстальное (Л

18 20 19

9

10

7 15 16

5

8

Из выплавленных сталей, модифицированных добавкой 0,3% опытной лигатуры, изготавливали стандартные образцы для испытаний на разрыв и ударную вязкость, а также образцы для испытаний на коррозионную стойкость и склонность стали к меЗккристаллитной коррозии (МКК).

Испытания на коррозионную стойкость и проводили согласно

8

Остальное 1-2 -- - -

7

10

5

7

ГОСТу 2176-67 и по методу AM (ГОСТ 6032-75).

Из литейных свойств определяли жидкотекучесть и трещиноустойчивдсть отливок из стали 12Х18Н9ТЛ. Эти свойства являются наиболее важными, так как в большей степени определяют качество и надежность отливок.

Результаты испытаний на коррозионную стойкость и МКК стали 12Х18Н9ТЛ представлены в табл. 2.

ИсследуемыеЛигатура

своЯства стали ;-

12Х18Н9ТЛПредлагаемаяИзвестная

3 imL lZL-l I L™

Скорость коррозии (проницаемость) , мм/год 0,6725 0,6743 0,6774 0,6805 .0,6823 0,7135

Время до появления МКК, ч Нет Нет Нет Нет Нет 23

- . -- 1в-и- в.

Как видно из приведенных резуль-ет 23 ч. В образцах из этой стали.,

татов, предлагаемая лигатура правое-обработанной предлагаемой лигатурой,

ходит известную по эффективности воз-20МКК не была обнаружена через 24 ч

действия на коррозионную стойкостьиспытаний.

нержавеющей .стали. Так, время до по-Результаты механических испытаний

явления МКК стали 12Х18Н9ТЛ, обрабо-образцов из стали 12Х18Н9ТЛ приведетанной известной лигатурой,составля-ны в табл. 3.

ТаблйцаЗ

Повышение свойств, % Механические свойства

ЛигатураЖидкоте- Трещи ноу стой- 60. j 6т,

кучесть I чивость кгс/мм KrcA-iM % % кгс.м/см

22

20 20 21 20 5 Примечание. Термическая включает закалку в воде от . Цифровые значения механических свойств показывают, что предлагаемая лигатура более эффективна, чем известная. При этом, если прочностные характеристики стали 12Х18Н9ТЛ практически не изменяются, то пластичность и ударная вязкость увеличиваются соответственно на 30-40 и 73%.

Таблица 2

42 40 39 40 38 26

34 35 36 33 34 30

7074

6772

6872 7075 6771 6268 ботка образцов из стали 12Х18Ы9ТЛ Литейные свойства этой стали при мо-, дифицировании предлагаемой лигатурой повышается на 15-22%. В табл. 4 представлены результаты испытаний-на обрабатываемость резанием цилиндрических образцов из стали Т:2Х18Н9ТЛ.

Класс чистоты поверхности Потеря веса режущего инструмента одинакова при скорости точения 15,2 м/мин для стали, обработанной иэвестноя лигатурой, и 17,4-17,8 м/ми для стали, обработанной предлагаемой лигатурой. Предлагаемая лигатура по сравнению с известной обеспечивает повышение коррозионной стойкости, литейных и механических свойств и улучшение обрабатываемости резанием стали 12Х18Н9ТЛ. Отливки арматуры из этой стали, обработанной предлагаемой лигатурой, выдержали при испытании на гидроплотность 60 атм, в то время как .из стали, модифици1хэванной известной лигатурой - 50 атм

Таблица 4

5 Технология получения предлагаемой лигатуры основывается на металлотермическом способе восстановления РЭМ i и кальция из их окислов, флоридов и ксфбонатов. Ожидаемый экономический эффект по предварительным расчетам составит около 12 тыс.руб. в год за счет. п6вьлиения срока службы отливок в 1,4-1,6 раза, связанного с увеличением коррозионной стойкости нержавеющей стали, снижением ее склонности к межкристаллической коррозии, повышением литейных свойств на 15-22%, а также увеличением пластичности на 30-40%, ударной вязкости на 73% и улучшением обрабатываемости резанием на 20%.