Модифицирующая смесь Советский патент 1991 года по МПК C21C7/00 

&

Г,

г:

Иаобретение от оситсл к % лургш-,. г «четности к модификаторам FbU nKv уnt родиевых гталей и сплавов с гоBbT«jeиными упгугопластнческими .ми. Непь - повьппение предела выносливости при изгибе и упругоплзс- свойств сталей заэвтектоид- ного состава. Модифицирующая смесь с о/у: р/г г, мас.%: борная кислота 38- M5i rTL:HK,oapHii 10-18; силикокалыцг i3-iS Я1 тэидч кремния 11-16, окалина Нел, з Ч -8, ферроцерий 8- I 2 upiMeионье смеси позволяет повысить предел выносливости стали npi nt,- гибг ня 10-15% и н. 10-20% упруго пи с :ические свойства стали, ° табл.

Изобретение относится к метал тур- гии, в частности к модификаторам высокоуглеродистых стапей и сплавов с повышенными упругоиластическими свойствами.

Цель изобретения - повышение предела выносливости при изгибе и упругопластическихсвойств сталей за- эвтектоидного состава. «

Предлагаемая модифицирующая смесь содержит борную кислоту, силиксба- рий, силикокальций. нитриды кремния, окалину железа и ферроцерий при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Борнля кислота Силикобарий Силикокалыдий Нитриды-кремния Окалина железа Феррпцерий

38-45

10-18

13-18

1 1-16

3-8

8-12

Дополни гельюе введение в состав модифицирующей смеси нитридов кремния повышает модифицирующую способность, плотность и герметичность, ччмг .)чает структуру стальных отливок . литом и нормализованном состояниях, что увеличивает упруго- пластические свойства. Концентрация в модифицирующей смеси более 16 мас.% нитридов кремния приводит к оьразованию в структуре стальных отливок скоплений неметаллических включения и графита, снижению герметичности и пластических СРОЙСТВ. При содержании нитридов кремния менее 11 мас.% модифицирующая способность смеси недостаточна, при этом склонность к пористости и короблению модифицированных сталей повышается, а упругопластические свойства их снижаются.

Cfe

п

Јь

52

О)

Ферроцерий оказьшает сфероиди- рующее влияние на структуру, повышает предел выносливости при изгибе и упругопластические свой- ства стали. При концентрации ферроцерия до 8 мас.% сфероцди- зиругощее влияние модифицирующей смеси и упругопластические свойства стали недостаточны, а при увеличении содержания ферроцерия в смеси более 12 мас.% повышаются угар, нестабильность структуры и свойств стали.

Окалина железа - отход кузнечного производства, в заэвтектоидных сталях при модифицировании разлагает ся с выделением кислорода, который при выделении способствует перемешиванию расплава и отбеливанию, т.е. предотвращает выделение свободного графита при кристаллизации, повышает предел выносливости и упругопластические свойства стали. При этом част окалины служит подкладкой для субмикроскопических зародышей графита, сокращающей продолжительность цикла термической обработки и повьппающей дисперсность структуры и пластичность стали.

В состав предлагаемой модифици- рующей смеси входит силикобарий,оказывающий стабилизирующее влияние на структуру и свойства стали, ухудшающий форму неметаллических включений и повышающий дисперсность структуры и стабильность упругопластических свойств. При содержании в смеси силикобария до 10 мас.% модифицирующее и стабилизирующее его влияние недостаточно и стабильность упругоппаг тических свойств низкая, а при повышении его содержания бчлее 18 мае.7, снижается дисперсность структуры и ухудшаются показатели упругопластических свойств стали.

Борная кислота повышает содержание центров кристаллизации, измельчает структуру и повышает пластичность стали. При содержании борной кислоты в смеси более 45 мас.% в литом состоянии стали выделяются карбиды, что снижает предеп выносливости при изгибе и упругоппастически свойства. При содержании в смеси борной кислоты до 38 мас.% уменьшается число центров графи гн-згщпн и снижаются предел выносливости изгибе и пластичность стали.

,- Q

5 о 5

0 о ь

Q

Оптимальное содержание силико- кальция в модифицирующей смеси определено экспериментально и соответствует 13-18 мас.%, при которых достигаются высокие характеристики плотности, механических свойств и герметичности. При содержании в смеси силикокальция до 13 мас.% характеристики механических свойств модифицированной стали недостаточны, а при увеличении его содержания в смеси более 18 мас.% снижаются технологические свойства, однородность модифицированного сплава и стабильность его упругопластических и других механических свойств.

Модифицирующие смеси, приведенные в табл.1, приготавливают механичес- KifM перемешиванием силикобария фракции 0, мм, ферроцерия, измельченного до фракции 0,05-0,50 мм, мар- Ки К еМ1, измельченного до фракций 0,05-0,30 мм ферробария с порошками борной кислоты, нитридов кремния. силикокальция ФСК 15А2 и окалины железа, представляющей собой совокупность окислов железа. Продолжительность перемешивания модифицирующей смеси 3-5 мин. Готовые модифици- руклчие смеси вводят в ковш в количестве 0,23 мас.% от расплава перед выпуском из плавильного агрегата. Полученные отливки и образцы для 5 испытания подвергают нормализации по режиму: нагрев до 960 С; охлаждение до 730 С, выдержка 5 ч и охлаждение на воздухе. В табл.1 представлены составы смесей, а в табл.2 - механические и структурные свойства стали после модифицирования. Сталь имеет перед модифицированием следующий состав компонентов, мас.%: углерод 1,35; кремний 1,15J марганец 0,35; хром 0,05, фосфор 0,05, сера 0,03 никель 0,05 азот 0,04j железо остальное. Проводят испытания по определению временного сопротивления при растяжении и определяют ударную вязкость.

Из табл.2 следует, что предлагаемая модифицирующая смесь обеспечивает повышение упругопластических свойств эвтектоидной стали в большей степени, чем известная. Формула изобретения

Модифицирующая смесь, содержащая борную кислоту, силикобарий, окалиТаблица2