Лигатура для стали Советский патент 1987 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состаВО.В лигатур для улучшения свойств стали.

Цель изобретения - повышение пластических свойств, ударной.вязкости и снижение износа стали.

Введение углерода в состав лигатуры объясняется его способностью повышать износостойкость и прочность обрабатываемой стали.

Дополнительное введение в состав лигатуры церия связано с образованием комплексного модификатора титан + ig средним значениям составляющих. Спла+ церий + азот, количество каждого из элементов взято по оптимальному значению, что благоприятно сказывается на повышении общего уровня прочностных характеристик. Образование комплексного модификатора приводит к новым эффектам вследствие оптимального сочетания с компонентами.

Титан и азот, входящие в комплексный модификатор, образуют мелкодисперсные нитриды титана, равномерно располагающиеся после термообработ- ки внутри зерна. В начальный период кристаллизации стали, обработанной лигатурой, центрами кристаллизации будут являться нитриды титана. Одновременно церий и растворенньй не связанный в нитриды азот присутствуют в жидком расплаве и, являясь поверхностно активными элементами, т.е. модификаторами II рода, обеспечивают еще больший эффект измельчения зерен. При более низких температурах кристаллизации (800-900 С) церий

способствует образованию с растворен- 40 на специально призматических образным азотом мелкодисперсных нитридов и карбонитридов церия. Их образование связано с пересьшдением раствора углеродом, азотом и церием. Самопроизвольное обогащение дефектов кристаллической решетки (границ зерен и субзерен, дислокаций) растворенными атомами приводит к образованию равновесных сегрегации. В местах образования сегрегации с повышенной концентрацией углерода, азота и церия при охлаждении образуются мелкодисперсные нитриды и карбонитриды цери я, которые совместно с ранее образовавшимися нитридами титана способствуют 5 проводят в шаровой мельнице. Внутэффективному упрочнению стали.

Структура стали, обработанная предлагаемой лигатурой, характеризуется весьма мелкодисперсным строениренние размеры барабанов: диаметр 200 мм, длина 320 мм. Мельница сове шает 32 об/мин. В каждый барабан за гружают 10 кг стальных шаров (HRC50

ми зерен и наличием большого количества нитридов и карбонитридов,равномерно распределенных в основе зерна. Образование такой-структуры стали при обработке предложенной лигатурой и обуславливает повьш ение ее износостойкости и механических характеристик .

Изготавливают сплавы предложенного состава, включая граничные и средние значения компонентов и сплав известного состава, удовлетворяющий

вы испытывают в качестве раскислите- лей, легирующих и модификаторов вы- сокомарганцевистой стали.

Технология получения лигатуры и стали. Каждый состав лигатуры сплавляют отдельно в плазменно-индукхрюн- ных печах. Насьш5ение азотом до повышенных концентраций проводят при повышенном давлении его в атмосфере печи. Готовые слитки лигатуры добавляют в расплавленную сталь. Каждую сталь приготавливают- отдельно. Металл выплавляют в дуговой электропечи с основной футеровкой, а лигатуру

вводят в ковш в жидком виде в количестве 1:10 к объему расплава стали.

Дпя исследования механических и эксплуатационных характеристик обработанной стали вырезают специальные образцы. Содержание основных элемен

тов определяют химическим методом.

Испытания образцов стали на растяжение проводят по ГОСТ 1497-73. Испьг- тания на ударную вязкость проводят

цах типа I по ГОСТ 9454-60 с размерами 10 мм с надрезом по середине глубиной 2 мм и радиусом 1 мм.. Испытания на твердость проводят по

Бринелю. Полученные образцы закаливают с температуры 1150°С в воду. После закалки получают аустенитную структуру с включениями мелкодисперсных нитридов титана и церия в основе

зерна. Балл зерна 5.

Для моделирования условий ударно- абразивного износа испытания образцов стали обработанной лигатурой известного и предлагаемых составов

ренние размеры барабанов: диаметр 200 мм, длина 320 мм. Мельница совершает 32 об/мин. В каждый барабан загружают 10 кг стальных шаров (HRC50)

на 52-68%.

Формула изобретения

Лигатура для стали, содержащая марганец, кремний, титан, азот, угдиаметром 50 мм, щебень гранитный 73%, ударная вязкость на 76-86%,при 6 кг и испытьюаемые образцы размером этом износостойкость увеличивается 10 10 25 мм. Оценка износостойкости стали характеризуется величиной относительного износа. За эталон принят образец стали, обработанный лигатурой известного состава.

Составы лигатур приведены в табл. 1. Результаты испытаний образ- Q лерод и железо, отличающая- цов, получаемых в зависимости от об- с я тем, что, с целью повышения работки известными и предлагаемыми пластических свойств, ударной вяз- лигатурами, приведены в табл. 2. кости стали и снижения износа стали,

лигатура дополнительно содержит цеСтали могут содержать примеси,%: 15 Р следующем соотношении компо- серы до 0,05, фосфор до 0,1.нентов, мас.%:

Представленные в табл. 2 данные Марганец 60,0-90,0 показьтают, что предложенная лигату- Кремний1,0-6,0

ра позволяет значительно повысить механические свойства и износостой- 2о кость обработанных сталей. Так, относительное удлинение увеличивается на 71-79%,.относительное сужение на 70Титан

Азот

Углерод

Церий

Железо

, 0,03-6,0 0,1-10,0 4,0-7,0 0,02-1,5 Остальное

на 52-68%.

Формула изобретения

Лигатура для стали, содержащая марганец, кремний, титан, азот, уг73%, ударная вязкость на 76-86%,при этом износостойкость увеличивается

лерод и железо, отличающая- с я тем, что, с целью повышения пластических свойств, ударной вяз- кости стали и снижения износа стали,

, 0,03-6,0 0,1-10,0 4,0-7,0 0,02-1,5 Остальное

Таблица 1

Остальное

Таблица 2

1328399 ,8

1)одолжеш1е т«бл. 2

Относительныйизнос, 2

64

32

31

30

28

34

10

12

52

35

12

13

10

58

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для повышения механических свойств и износостойкости стали. Цель изобретения - повьшение пластических свойств ударной вязкости, снижение износа стали. Новая лигатура содержит компоненты в следукмцем соотношении, мас.%: марганед 60-90; кремний 1-6,.0; титан 0,03-6,0; азот 0,1-10,0; углерод 4- 7,0; церий 0,02-1,5 и железо остальное. Дополнительный ввод в состав лигатуры g, а также изменение в ней соотношения С и Мп обеспечили увеличение относительного удлинения стали на 71-79%, относительного сужения на 70-73, ударной вязкости стали на 76-86%, а также увеличение износостойкости стали на 52-68%.2 табл. а S (Л со ГчЭ 00 со со со