Лигатура Советский патент 1980 года по МПК C22C35/00 

1

Изобретение относится к машиностроительной, и металлургической промьшшенности и может быть использовано при производстве отливок из модифицированной стали и чугуна с высокими 5 физико-механическими свойствами.

Известна лигатура 1 следующего состава, вес.%

Редкоземельные металлы15-70 to Кремний6-85 Железо Остгшьное Однако высокое содержание кремния не позволяет использовать лигатуру для низкокремнистых жаростойких и jj| жаропрочных сталей.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является лигатура f2 следующего состава, вес.%:20

Редкоземельные металлы 50-80 Никель18-48

Углерод0,05-0,5

ЖелезоОстальное

Однако известная лигатура обладает25 рядом существенных недостатком. При выдержке перед заливкой модифицированного металла сульфиды церия и ря-да других редкоземельных металлов восстанавливаются на поверхности ме« 30

талла кислородом атмосферы. Восстановленная сера вновь насыщает металл. Это обстоятельство требует максимального сокращения продолжительности выдержки модифицированного металла перед заливкой, что не всегда возможно в производственных условиях. При повышенном содержании серы в стали или чугуне, модифицированном лигатурой, в поверхностных зонах отливки возможно образование так называемых черных пятен,, которыё представляют собой в основном включения сульфидов РЭМ, Механические свойства металла в зтих зонах существенно понижаются. Сера отрицательно сказывается на термостойкости сталей, особенно высоколегирован ных.

Цель изобретения - создание лигатуры, обладающей высокой рафинирующей способностью стали, что позвол$ ет значительно увеличить ее термостойкость.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый модификатор дополнительно содержит кальций, магний, цирконий, гафний. при следукидем соотношении .компонентов, вес.%:

Кальций0,5-10,4

Магний0,1-5,0

Церий10,3-19,8

Цирконий9,45-34,6

Гафний10,2-26,3

НикельОстальное

Кйльций в составе предлагаемой лигатуры расходуется в основном на глубокое раскисление и частично на обессеривание при комплексном модифи цировании.

Гафний обладает высокой реакционной способностью к сере, кислороду и азоту. В модифицированной лигату рой стсШИ гафний связывает серу в соединение типа Hfj FeCjjLS, обладающее повьшенной деформируемостью. Сталь, содержащая гафний, обладает повышенной термостойкостью .за счет снижения содержания в ней серы. Вместе с тем гафний способствует уменьшению анизотропии стали.

РЗМ способствует сфероидизации сульфидных включений, что благоприятно сказывается на механических свойствах стали.

Магний является интенсивным рафинирующим элементом, способствующим глубокой дегазации и обессериванию модифицированного лигатурой металла. Магний способствует кристаллизации стали со значительным переохлаждением, что положительно сказывается на ее механических и служебных свойствах.

Никель является легирующим элементом стали. Он способствует увеличению растворимости в лигатуре кальция,, магния, РЗМ, гафния, циркония, повышает усвоение перечисленных элементов при вводе лигатуры в жидкий металл.

Цирконий способствует измельчению сернистых включений в стали, образованию стойких карбидов и нитридов, повышает прокаливаемость стали, а также улучшает ее жидкотекучесть.

Пример. Сравнивается термостойкость стали, модифицированной известной лигатурой и предлагаемой.

Температура ввода лигатур в жидкий металл 1600±20°С, количество вводимой лигатуры 0,3-0,5%.

Химический состав исходной стали, вес,%: углерод 0,3; кремний 1,26; марганец 5,1; фосфор 0,03; ,025 хром 24,5; -никель 17,8; железо -остальное.

Испытания на термостойкость проводят на образцах 10x10x10 мм, выре- занных из нижней части трефовидной пробы. Количество образцов - 3 шт от каждой плавки.

Термостойкость стали определяют путем закалки образцов указанного размера после нагрева их до температуры 1200±10°С в течение 5 мин и охлаждения в воде.

Термостойкость образца выражается числом циклов переменных нагревов до появления первых трещин.

В табл. 1 приведены составы лигатур; в табл.2 - сравнительные результаты исследования (плавка № 1 и 2 с использованием известных лигатур),

Вместе с , термостойкость стали, модифицированной предлагаемой

лигатурой, в 1,29-1,31 раз выше термостойкости стали, обработанной лигатурой известной.

Т а

лица

А (известная)

52,3 0,025 1 2 Oj.016 0,025.

20,5 0,15 21,35

Таблица

71 82

кель,

что, с целью повышения термостойкости стали, она дополнительно содер жит кальций, магний, цирконий, гафний при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Кальций0,5-10,4

Магний0,1-5,0

, Продолжение табл. 2

Источники информацииf принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 514035, КЛ. С 22 С 35/00, 1976.