Лигатура
Иллюстрации
Реферат
И. Н. Губайдуллин, Л. А. Смирнов, Г. Е. Нутфуллин,, Ю. С. Шекалев, Ю. П. Белый, М. М. Минсадыров и В. В. Млоток (72) Автори изобретения
Чусовский металлургический завод и Уральский на фно-, исследовательский институт черных металлов (71) Заявители (54) ЛИГАТУРА
Изобретение относится к черной ме таллургии, в частности к составам ванадийсодержаших лигатур и сплавов для раскисления и легирования сталей и чугунов.
Известна ванадийсодержашая лигатура
3 1) для раскисления и легирования стали и чугуна следуюшего состава, вес.%:
Ванадий 15-35
Кремний 1,5-2,5
Марганец 7-20
Хром До 5
Углерод 0,5-1,5
Азот, 3-8
Алюминий До 3
Железо Остальное
Такая лигатура несмотря на повышеное содержание ванадия не позволяет стабильно получать повышенных механиче20 ских свойств изделий, получаемых из легируемых ею сталей.
Известна также лигатура (2) следуюшего состава, вес.%:
Ванадий 5-14
Кремний 5-30
Марганец 5-25
Хром 1-3
Титан 0,1-2,0
Углерод 0,2-4,0
Азот 0,01 -0,4
Железо Остально
Данная лигатура вследствие низкого содержания ванадия требует повьппенного расхода, что приводит к охлаждению металла, уменьшению его жидкотекучести и повышенному браку по неэаполниемости форм, особенно при заливке тонкостенных отливок сложной конфигурации.
Наиболее йшзкой к предлагаемой по технической сушности и достигаемому эффекту является лигатура (3) следующего состава, вес.%:
Ванадий 1 5-50
Кремний 5-50
Марганец О, 5-4,9
Хром 0,5-3,0
Углерод 0„ i 3,0
Титан 0,05-5,0
Азот 0,01-0,2
Кальций 0,005-5,0
Железо Остальное
Недостаток указанной лигатуры заклю чается в низком усвоении кальция и ванадия, вследствие чего уровень свойств легированной ею стали недостаточно высок.
Цель изобретения — увеличение степе-, 1О ни усвоения ванадия и кальпия из лигатуры, повышение прочности, пластичности и хладостойкости стали.
Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержащая ванадий, крем- 15 ний, марганец, хром, углерод, титан, азот, кальций и железо, дополнительно содержит никель при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Ванадий 35-45 20
Кремний 5-1 5
Л1 арганец 0,5-10,0
Хром 0,5-3,0
Углерод 0,5-3,0
Титан 0,5-5,0 г
Азот 0,01-0,2
Кальций 0,05-1,5
Никель 0,5 -9,0
Железо Остальное
Сужение интервала концентраций основных компонентов лигатуры - ванадия и кремния стабилизирует степень усвоения ванадия металлом. При заданном соотношении этих компонентов входящий в лигатуру кремний, как элемент, обладающий большим средством к кислороду, предохраняет ванадий от окисления, повышая степень его усвоения металлом.
Повышение кремния выше 15% практически не меняет стейень усвоения ванадия, так как уменьшение удельного веса лига908902 ф туры по мере повышения в ней концентрации кремния весьма незначительно.
Повышение концентрации марганца в лигатуре связано с тем, что он повышает активность ванадия, повышая скорость и полноту его перехода в металл, снижает температуру плавления лигатуры и, что особенно важно, способствует получению в легируемом металле легкоплавких включений на основе силикатов марганца.
Присутствующие в том же соотношении хром, углерод, титан и азот совместно с ванадием в процессе растворения лигатуры образуют нитриды и карбонитриды ванадия, хрома и титана, которые при заданном соотношении компонентов обеспечивают получение необходимых механических и эксплуатационных характеристик стали.
Введение никеля в лигатуру сужает оптимальный интервал концентраций кальция, необходимый для получения стабиль- ного усвоения его легируемым металлов. и высокого уровня его механических и эксплуатационных характеристик. Кроме того,никель, введенный в металл, усваивается им, не образуя иеметаллических включений, практически на 100 .
Пример. В 250 т мартеновской печи проведена выплавка высокоцрочной стали 18Г2АФ для изготовления сварных металлических конструкций. Для раскисления и легирования стали применяют наряду с FeMn, и ЯМп, известную. лигатуру.
Для выплавки той детали используют предлагаемую лигатуру. Химический состав лигатур приведен в табл. 1. Результаты легирования стали приведены в табл. 2.
Представленные в таблице данные показывают, что предлагаемая лигатура позволяет значительно повысить усвоение ванадия.и кальция и увеличить свойства стали.
908902
<. о а (o" <
IQ CO о а а о
О О -(O
) о o <
o" o" " о Ф
IQ ((.
o o о" (О (О g)
o o o
Щ
О ( о о о ® co с) сЧ,(O cO сц с9 сЧ
908902
Табпица2
21,1- 46,2-, 10,124,8 56,6 12,4
5,4- 4,4
7,4 6,4
61,466,5
0,001- 45,60,05 48,4
8892,1
Известная
69,0
28,9 66,2 15,6
94,6 0,01 51,5
94,6 0,03 51,5 69,1 29,0 68,4 15,6
96,4 0,01 51,2 69, 1
96,8 0,02 49,5 68,6
29, 1 66,0 14,6.
27,2 64,2 14, 1
96,2 0,03 50,4 68,8 28,4 64,4 14,8
28,4 65,0 15,4
960 003 503 687
Углерод ° 0,5-3,0
Титан 0,0 5-5,0
Азот 0,01-0,2
Кальций 0,05-1,5
Никель 0,5-9,0
Железо Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
¹ 246861э кл С 22 С 35/00в 1968.
2. Авторское свидетельство СССР
¹ 451779, кл. С 22 С 35/00, 197S.
3. Авторское свидетельство СССР.
¹ 559992, кл. С 22 С 35/00, 1976.
Составитель Е. Хохрякова
Редактор М. Янович Техред Л. Пекарь Корректор M. Пожо
Заказ 763/33 Тираж 657 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Формула изоб ретения
Лигатура, содержащая ванадий, кремний, марганец, хром, углерод, титан, азот, кальций и железо, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью увеличения степени усвоения ванадия и кальция из лигатуры, повышении прочности, пластичности и хладостойкости стали, она допол3S кительно: содержит никель при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Ванадий 35-45
Кремний 5-1 5
Марганец 0,5-10,0
Хром . 0,5-3,0
9,8 7,6
9,7 7,6
9,4 7,5
9,2 7,2
9,5 7,4
9,6 7,4