Лигатура для стали Советский патент 1991 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к лигатурам для улучшения механических свойств износостойких сталей. Известна лигатура для стали, содержащая, мас.%:

Кремний17-34

Марганец50-74

Бор0,1-3

Азот0,03-3

ЖелезоОстальное

При введении известной лигатуры в количестве 1,2% от массы расплава получают сталь со следующими свойствами; Ударная вязкость при 20°С, МДж/м20,98-1,2

Скорость коррозии в атмосфере, г/м20,0019-0,045

Коррозионная стойкость в среде хлористого натрия (3,5%), г/м2, ч 0,01-0,09 Коррозионно-эрозионный износ, мг/м2 ч55-72

Ударная вязкость

- при , МДж/м

0,62-0,73

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому эффекту является модификатор для стали, содержащий, мас.%

Кремний8-20

Марганец11-25

Бор0,2-2,0

Азот -0,5-2,0

Ванадий10-30

РЭМ6-15

Кальций1-10

Алюминий1-10

ЖелезоОстальное

Известный модификатор не обеспечивает существенного повышения корроэион- но-эрозионной стойкости стали.

Цель изобретения - повышение корро- зионно-эрозионной стойкости стали.

Введение ванадия в состав лигатуры упрочняет матрицу и повышает коррозионную стойкость, что значительно снижаясь корро- зионно-эрозионный износ стали. При концентрации ванадия до 11 мас.% упрочнение матрицы и повышение коррозиенно-эрози(/

С

а ю о ел ел

Ч)

(

онной стойкости стали недостаточны. При увеличении содержания ванадия более 15 мас.% увеличивается концентрация карбидов и снижается ударная вязкость, что приводит к повышению коррозионно-эро- зионного износа.

Введение в состав лигатуры ниобия обусловлено его высокой микролегирующей способностью, возможностью значительного измельчения структуры и повышения кор- розионно-эрозионной стойкости, При концентрации ниобия до 7 мас.% измельчение структуры и повышение коррозионно- эрозионной стойкости недостаточны. При концентрации ниобия более 12 мас.% снижается однородность структуры и возрастает коррозионно-эрозионный износ.

Введение в состав лигатуры 3-7 мас.% иттрия способствует диспергированию нит- ридных и карбидных включений, улучшению их фактора формы и снижению коррозион- но-эрозионного износа стали. Модифицирующее влияние иттрия начинает сказываться с его концентрации 3 мас.%. При увеличении содержания иттрия более 7 мас.% повышается концентрация неметаллических включений, ухудшаются характеристики ударной вязкости и коррозионно-эрозион- ной стойкости.

Бор очищает границы зерен, что весьма важно в отношении коррозионной стойкости стали и коррозионно-эрозионного износа, При концентрации бора в лигатуре более 11 мас.% он сам становится источником неметаллических включений, что приводит к снижению коррозионно-эрозионной стойкости стали. При концентрации бора до 5 мас.% его модифицирующее влияние недостаточно.

Азот приводит к образованикгнитридов и измельчению структуры, повышению коррозионной и коррозионно-эрозионной стойкости. Верхний предел обусловлен возникновениями нитридных включений по границам зерен, что приводит к снижению пластических свойств и коррозионно-эрозионной стойкости стали. Введение азота в количестве до 0,1 мас.% не оказывает существенного влияния на дисперсность структуры и коррозионно-эрозионную стойкость.

Пример. Выплавку лигатур осуществляют в индукционной печи с тиглем емкостью 150 кг. Феррованадий и феррониобий вводят непосредственно в печь, а металли- ческий иттрий - в ковш.

Лигатуры известного и предлагаемого составов вводят в сталь до ГСЛ в количестве 1,0% от массы расплава.

Для проведения испытаний используют следующие лигатуры (остальное - железо), мас.%;

1, Кремний 17; марганец 17; бор 2; азот 1,9; ванадий12; РЗМ 6,5; кальций 2; алюминий 3.

2, Кремний 17; марганец 12; бор 5; азот 0,1; ванадий 11; ниобий 7; иттрий 3.

3.Кремний 21; марганец 15; бор 9; азот 0,9; ванадий 13; ниобий 10; иттрий 5.

4.Кремний 23; марганец 17; бор 11; азот 3; ванадий 15; ниобий 12; иттрий 7.

В таблице приведены результаты испытаний известного и предложенного модификаторов по данным апробации.

Как видно из результатов таблицы, предлагаемая лигатура обеспечивает более высокие коррозионно-эрозионные свойства износостойкости стали, чем известный модификатор оптимального состава.

Таким образом, предлагаемая лигатура позволяет существенно повысить коррозионно-эрозионную стойкость стали.

Формула изобретения Лигатура для стали, содержащая крем- ний, марганец, бор, азот, ванадий, редкоземельные металлы, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения коррозионно-эрозионной стойкости стали, она дополнительно содержит ниобий, а в качестве редкоземельных металлов используется иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кремний17-23

Марганец12-17

Бор

Азот Ванадий Ниобий Иттрий

Железо

5-11 0,1-3,0

11-15 7-12 3-7 Остальное

Изобретение относится к лигатурам для стали. Цель изобретения - повышение кор- розионно-зрозионной стойкости стали, Лигатура содержит, мас.%: кремний 17-23; марганец 12-17; бор 5-11; азот 0,1-3; ванадий 11-15; ниобий 7-12; иттрий 3-7; железо - остальное. Коррозионно-эрозионный износ стали 80 гсл, обработанной предлагаемой лигатурой, составляет 42-49 мг/м -ч. При этом OB 825-870 МПа, ан 1,21-1,30 МДж/м , повышаются стойкость к атмосферной коррозии и коррозионная стойкость в среде NaCI и предел коррозионной усталости. 1 табл.