Лигатура Советский патент 1981 года по МПК C22C35/00 C22C19/03 

(54) ЛИГАТУРА

Изобретение относится к металлургии .стали и литейному производству, в частности к разработке высокоэффективных лигатур и модификаторов для повышения качества и долговечности литых изделий.

Известна лигатура, содержащая в качестве основы никель и 5-30% редкоземельных металлов J.1J .

Недостатком известной лигатуры является то, что она при модифицировании не обеспечивает значительного повышения технологических свойств стальных отливок.

Цель изобретения - повышение трещиноустойчивости отливок, свариваемости, обрабатываемости и механических свойств стали.

Указанная цель достигается тем, что лигатура, содержащая редкоземельные металлы, дополнительно содержит кальций и алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.%1

Кальций

Редкоземельные

металлы

Алюминий

Никель

Дополнительное введение в состав лигатуры кальция и алюминия связано с их благоприятным совместным влиянием на количество, форму и характер распределения неметаллических включений, структуру стали, содержание газов и серы. В этом случае общее содержание включений в стали

0 снижается почти в два раза. Одновременно снижается содержание кислорода и серы. Но более важным является то, что оставшиеся включения под воздействием алюминия и кальция приобретают округлую и перераспределяются в металле равномерным фоном. При этом наблюдается заметное очищение границ зерен. Последнее является особенно важньал для трещиноустойчивости

л отливок и улучшения свариваемости. Равномерное распределение включений, глобуляризация и снижение плотности включений приводит к существенному повьЕиению обрабатьгааемости стали.

5 Другими факторси«1 благоприятного влияния ввоятлых элементов в состав разрабатываемой лигатуры и механические свойства являются измельчение зерна (модифицирование структурял) и микоолегирование стали.

Рассмотренные впыше факторы нар5щу с улучшением трещиноустойчивости отливок, обрабатываемости и свариваемости сталиобеспечивают повышение жидкотекучести и механичёских свойств, особенно пластичности и ударной вязкости.

Пример . Сталь выплавляют ,в 30О-килограммовой индукционной Для определения механических свойств и обрабатываемости заливают опытные пробы с заготовками, изготов ленные по выплавляемЕлм моделям. Из заготовок после термической обработки изготавливают общепринятые образцы на разрыв и ударную вязкость, а из стояков вытачивают цилиндричесИзвест95,8 84,3 ная

ПредлаИэ табл. 2 следует, что предлагаемая лигатура оказывает на сталь Ст 40хНИЛ более эффективное воздейст вне, чем известная лигатура. В част ности/ трещиноустойчивость отливок повышается на 7-12% а удлинение, сужение и ударная вязкость стали соот

печи методом переплава, в процессе фрикционной разливки расплав обрабатывают о)цинаковой добавкой лигатуры с различным содержанием компонентов.

Химические составы опытных лигатур приведены в табл. 1. Для сравнения часть металла модифицируйт известной лигатурой.

Таблица 1

38

9,5 20,4 4,6

ветственно увеличиваются с 9,5j 20,4% и 4,6 кгсм/см до 15,7 32,8% и 7,3 кГСМ/см , что составляет повышение на 64,60 и 58%.

В табл. 3 представлены механические свойства образцов из стали Ст 40хНМП, сваренных встык. кие образцы на обрабатываемость резанием. Термическая обработка образцов включает нормализацию при , закалку в масло от 860°С и отпуск при в течение 24 мин, а затем при 580°С - 45 мин. Результаты испытаний образцов из, стали СТ 40хНИЛ приведены в табл. 2. I Таблица 2

89,6

известная

ПредлагаеКак видно из результатов испытаний, уровень механических свойств стали после сварки выше, если ее обрабатывать предлагаемой лигатурой. Одновременно проверка свариваемости свидетельствует о том, что сварные соединения в образцах, обработанных предлагаемой лигатурой, не имеют трещин как непосредственно в сварном шве, так и в околошовной зоне.

12

При одинаковых силовых режимах точения примерно равный износ режущего инструмена у стгши Ст 40хНМЛ, обработанной предлагаемой лигаткрой, достигается при скорости резания 16-18 м/сек, а у стали, обработанной известной лигатурой, - при скорости резания 12-13 м/с. Однавремеино на 1 класс повышается чистота поверхiOCtH .

Таблица 3

16,5

3,3

80,3 6,8

При испытании на статическое раэтяжение образцов из стали, обработанной предлагаемой лигатурой, разрушения в местах шва и околошовной зоне не наблюдается. В образцах из стали, обработанной известной лигатурой, в указанных местах есть разрушение.

Результаты испытаний на обрабатываемость резанием приведены в табл. 4.

Т а

лица

17,5

18

16

18

Испытание на обрабатываемость резанием также показывает, что стойкость режущего инструмента из быстрорежущей стали повышается в 1,30 1,5 р«1за при условии проточки образцов, модифицированных предлагаемой лигатурой. Это имеет брльшое народнохозяйственное значение из-за возрастающей дефицитности быстрорежущей стали. 78341 Анализ проведенных исследований позволяет заключить, что предлага емая лигатура значительно превосходит известную лигатуру по эффективноети воздействия на весь комплекс свойств стали. На 30-45% улучшается обрабатываемость резанием. Формула изобретения Лигатура, содержащая редкоземельные металлы и никель, отличаюц а я с я тем, что, с целью повышения трещиноустойчивости отливок, 958 свариваемости, обрабатываемости и механических свойств стали,.она дополнительно содержит кгшьций и алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.%: Кальций 5 -15 Редкоземельные металлы10-30 Алюминий 5-25 Никель Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 446560, кл. С 22 С 35/00, 1974.