Лигатура для износостойкой стали Советский патент 1990 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к металлургии (внепечное раскисление стали).

Цель изобретенг1я - повышение технологических и механических свойств стали.

Определение оптимального состава разрабатываемой бескремнистой комплексной лигатуры проводят на опытных плавках марганцовистой стали, применяемый для отливок траков гусеничных цепей. Опытные плавки стали проводят в 7-тонной электродуговой печи. Всю плавку выпускали в 7-тонный раздаточный ковш, затем разливают в 350 кг ковши. В процессе разливки один ковш модифицируют известной лигатурой, другие предлагаемой с различным содержанием компонентов.

Составы известной и предлагаемой лигатур приведены в табл.1.

Химический состав опытных плавок стали 110Г13Л соответствует требованию ГОСТ 2176-77,

Модифицированную сталь заливают в формы для отливок опытных гусеничных траков и образцов для механических испытаний. Литые опытные траки и образцы подвергают термической обработке (закалка от температуры 1050°С в воде).

Качество стали, модифицированной известной и. предлагаемой лигатурами, оценивают по комплексу технологических и механических свойств. Трещиноустойчи- вость отливок фиксируют по браку (горячим трещинам на отливках траков после их выбивания из земляной формы). Износостойкость оценивают на потере веса опытных образцов, испытанных на машине трения, с закрепленным абразивом. Механические испытание; проводят на образцах на растяжение (с определением предела прочности, предела текучести, относительного удлинения и относительного сужения) и на ударную вязкость. Траки гусеничных цепей испытывают на изгиб с фиксацией изгибающей нагрузки и количества разрушившихся траков.

с:

О. О

35,3%, ударная вязкость - от 2,4 3,7 МДж/м. Не менее важным

Результаты испытаний представлены в тал.2.

Брак отливок траков по горячим трещинам снижается от 10,2 (сталь модифицирована известной лигатурой) до 7,4 - 8,2% (сталь модифицирована предлагаемой лигатурой). Износостойкость стали при абразивном износе снижается от 0,0432 до 0,0320 - 0,03462 г, т.е. в среднем на 30%.

При практически неизменной прочности на растяжение пластичность и ударная вязкость стали, модифицированной предлагаемой лигатурой, повышаются относительное удлинение от 25,7 до 32,1 - 34,9%, относительное сужение - от 26,2 до 33,6 ,4 до 3,2 - является

увеличение прочности и надежности трактов: усилие при изгибе увеличивается от 7450 до 8130 - 8150 кг. При испытаниях соответствующие нагрузки без поломки выдерживают более 70% трактов из стали, модифицированной предлагаемой лигатурой, в то время как из стали, обработанной известной лигатурой, разрушается 50% траков.

Более высокий уровень свойств стали и повышение трещиноустойчивости отливок обеспечиваются дополнительным содержанием в лигатуре бария и бора. Барий повышает раскислительную эффективность кальция, предохраняя его от интенсивного выгорания, снижает содержание неметаллических включений, серы, газов, что способствует повышению трещиноустойчивости отливок, пластичности и ударной вязкости стали. Учитывая высокую раскислительную способность

кальция и бария, их суммарное содержание в лигатуре необходимо ограничивать 10,5 мае. % (для предотвращения образования избыточных количеств окислов). Положительное влияние бора проявляется в образовании мелкодисперсных карбидов и повышении прокаливаемости литого металла, поэтому введение его в лигатуру обеспечивает увеличение износостойкости. Ванадий, входящий в состав лигатуры, также является сильным карбидообразующим элементом, поэтому суммарное содержание ванадия и бора следует ограничить 25,05 мас.% (для исключения образования чрезмерного количества карбидов).

Формула изобретения Лигатура для износостойкой стали, содержащая ванадий, редкоземельнь е металлы, алюминий, кальций и никель, отличающаяся тем, что, с целью повышения технологических и механических свойств стали, она дополнительно содержит барий и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

0

5

0

Ванадий

Редкоземельные

металлы

Алюминий

Кальций

Барий

Бор

Никель

5-25

10-30

5-25

3-10

0,5-1,5

0,05-0,10

Остальное

причем суммарное содержание кaльциiя и бария не превышает 10,5 мас.%, а суммарное содержание ванадия и бора не превышает 25,05 мас.%.

Таблица

Изобретение относится к металлургии (внепечное раскисление стали). Цель - повышение технологических и механических свойств стали. В лигатуру, содержащую ванадий, редкоземельные металлы, алюминий, кальций и никель, дополнительно вводят барий и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%: ванадий 5-25, РЗМ 10-30, алюминий 5-25, кальций 3-10, барий 0,5-1,5, бор 0,05-0,1. Суммарное содержание кальция и бария не должно превышать 10,5 мас.%, суммарное содержание ванадия и бора - 25,05 мас.%. 2 табл.

Примечание. Состав 7 содержит кальций и барий в сумме 10,5мас.%, ванадий и бор в сумме 25,05 мае. %.

Таблица 2