Лигатура Советский патент 1982 года по МПК C22C35/00 

(5) ЛИГАТУРА

Изобретение относится к металлур . гии стали и сплавов, в частности к разработке эффективных лигатур и мо дификаторов для повышения качества долговечности литых изделий. Известна лигатура следующего состава, вес.%: Редкоземельные металлы5-30Кальций 10-15 Алюминий 10-30 Титан 10-20 Никель Остальное Повышенное содержание титана в этой лигатуре предопределяет целесо разность ее применения при выплавке нержавеющих.сталей. Вместе с тем дл большинства-марок конструкционной стали повышенное содержание титана недопустимо из-за вероятности образ вания чрезмерного количества нитридов, которые располагаются на грани цах зерен и тем самым снижают весь комплекс литейных и механических свойств стали. Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является лигатура 2 следующего состава, вес.: Кальций10-15 Редкоземельные металлы (РЗМ) , 10-30 Алюминий5-36 Ванадий5-30 НикельОстальное Эта лигатура предназначена, главным образомJ для выплавки ванадийсодержащих конструкционных сталей, в частности стали 45ФЛ. Недостатком известной лигатуры является то, что она содержит большое количество ванадия и не обеспечивает значительного повышения трещиноустойчивости отливок, .а также пластичности и ударной вязкости обрабатываемой стали. Цель изобретения - повышение плас тичности, ударной вязкости и трещино устойчивости стали. . Поставленная цель достигается тем что лигатура, содержащая кальций, ре коземельные металлы алюминий, ванадий и никель, дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, весД: Кальций Редкоземельные металлы Алюминий .15-25 0,5-3 Ванадий 0,5-9 Остальное Никель Снижение стоимости выплавки ванадийсодержащей стали связано со сниже нием содержания ванадия в составе ли гатуры за счет использования дешевого шлака, содержащего этот элемент. При этом шлак наводят в плавильном агрегате в таком количестве, которое с учетом концентрации в шлаке этого элемента обеспечивает необходимое его содержание в стали. Так, в конст рукционной стали 5ФЛ содержание ванадия, обеспечивающее максимальную прочность, должно находиться в пределах 0,,12 вес,. Необходимо та же учитывать, что ванадий частично выгорает в плавильном агрегате в про цессе всей выплавки. Поэтому содержа ние ванадия в пределах 0,5-3 вес. Б лигатуре стабилизирует его оптимал нов содержание в стали. Дополнительное введение в состав лигатуры титана объясняется тем/ что титан является сильным раскислителем и эффективным модификатором структуры стали, что в совокупности обеспечивает заметное повышение трещиноустойчивости отливок. Одновременно улучшаются такие характеристикиста ли как пластичность и ударная вязкость. Оптимальное содержание титана в предлагаемой лигатуре должно находиться в пределах весД. Меньшее его содержание в лигатуре не обе печивает положительного эффекта, а .большее, свыше верхнего предела, при водит к образованию в стали значительного количества нитридов титана, которые резко снижают основные свойства стали. С целью определения оптимального состава лигатуры проводятся опытные плавки конструкционной углеродистой стали 5ФЛ. Металл выплавляют в дуговой электропечи емкостью 7 т с кислой футеровкой в условиях сталелитейного цеха. Ванадий содержащий шл1ак с содержанием 9 12 весД ванадия вводят в печь. Весь металл выпускают в 7 т разяивочный ковш. При выпуске расплав обрабатывают добавкой 0,3 вес.% опытных лигатур составов, приведенных в табл. 1. Для сравнения часть плавок проводят с модифицированием известной; лигатурой. Выплавленными сталями, обработанными опытными, лигатурами, заливают трефовые земляные формы, из которых изготавливаются образцы на растяжение и ударную вязкость. Одновременно ; заливаются опытные комплексные пробы для сравнения трещиноустойчивости отливок, которую оценивают по общей пло(цади горячих трещин, возникающих в термическом узле. Термическая обработка образцов для механических испытаний из стали 5ФЛ в соответствии с ГОСТ включает нормализацию при Э20С. . Результаты механических испытаний и по определению трещиноустойчивости отливок приведены в табл. 2. Из полученных результатов можно заключить, что предлагаемая лигатура составов 2-6 превосходит известную по всему комплексу исследуемых свойств. Трещиноустойчивость отливок повышается на 5-10. При практически неизменных прочностных свойствах относительное удлинение и сужение соответственно увеличиваются с 14,2 до 19, и с 20,.до 30,3, что составляет повышение на 37 и 50. Аналогично показателям пластичности ударная вязкость увеличивается с k,2 до кгм/см, что составляет повышение на 25. Формула изобретения Лигатура, содержащая кальций, редкоземельные металлы, алюминий, вана- 55 дий, никель, отличающаяся тем, что, с целью повышения пластичности, ударной вязкости и трещиноустойчивости стали, она дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, вес.%: Кальций5-15 Редкоземельные металлы10-30

7 ,, 910826 8

.Алюминий 15-25 Авторское свидетельство СССР

Ванадий 0,5-3по заявке If 265771 /02,

Титан 0,5-9«л- С 22 С 35/00, 1979.

Никель Остальное2. Авторское свидетельство СССР

Источники информации,5 по заявке ff 2657716/02,

принятые во внимание при .экспертизекл. С 22 С 35/00, 1979.