Лигатура для стали
Сущность изобретения: лигатура для стали для повышения коррозиен нр-эрозионной стойкости содержит в мас.%: кремний 17-23; марганец 12-17; бор 5-1.1; цирконий 11-15; магний 7-12; литий 3-7; азот 0,1-3; железо остальное. Лигатура обеспечивает более высокий комплекс механических и коррозионно-эроэионных свойств стали 80ГСЛ. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧЕС (ИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
17 — 34
50-75
Кремний
Марганец
Бор
Азот
Железо
0,1-3. 0,03-3
Остальное
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4921524/02 (22) 26,03.91 (46) 15.01.93. Бюл, ¹ 2 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Б.К. Святкин, М,И. Карпенко, С.M. Бадюкова и М,Б, Егорова (56) Авторское свидетельство СССР
N. 572526, кл, С 22 С 35/00, 1977, Авторское свидетельство СССР № 1252378, кл, С 22 С 35/00, 1986, Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке лигатур для улучUIP.H115l CBOACTB CTBJIIjI.
Известна лигатура, содер>кащая, мас.%:
Кремний 6-85 .Редкоземельные металлы 15 — 70
Железо Остальное
Высокое содер>кание кремния в лигатуре приводит к снижению коррозионно-эрозионной стойкости и ударной вязкости.
Известна лигатура следующего химического состава, мас.%:
Хром 40 — 50
Марганец, 20-30
Кремний 0,2 — 2
Углерод 0,5 — 3
Азот 1 — 10
Титан 1 — 4
Кальций 0,5-2,5
Железо Остальное
Стали, обработанные этой лигатурой; имеют пониженную склонность к горячим трещинам короблению.
По технической сущности и достигаемому эффекту наиболее близкой к предложенной является лигатура. содержащая, мас.%:. Ы 1788068 Al (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ СТАЛИ (57) Сущность изобретения: лигатура для стали для повышения коррозионно-эрозионной стойкости содержит в мас.%: кремний 17-23; марганец 12-17; бор 5-11; цирконий 11-15; магний 7 — 12; литий 3 — 7; азот 0,1 — 3; железо остальное. Лигатура обеспечивает более высокий комплекс механических и коррозионно-эрозионных свойств стали 80ГСЛ. 2 табл, Расход лигатуры составляет 1,27; от массы стали. Свойства стали после обработки ее известной лигатурой;
Скорость коррозии в растворе NaCI
3,5 /, — 0,01 — 0,09 г/м2.ч; . Скорость коррозии в атмосфере —
0,0019- 0,045 г/м .ч;
Коррозионно-эрозионная стойкость
0,011 — 0,02 мг/м,ч;
Ударная вязкость при температуре 20" С—
0,98 — 1,2 МД>к/м .
Коррозионная стойкость в среде хлористого натрия и ударная вязкость микролегированной стали соответствуют техническим условиям, а стойкость в условиях коррозионно-эрозионного изнашивания и предел коррозионного изнашивания — недостаточны. Величина последнего не превышает
400 — 470 МПа, Цель изобретения — повышение коррозионно-эрозионной стойкости.
1788068
Поставленная цель достигается тем, что лигатура для стали, содержащая кремний, марганец, бор, азот и-железо, дополнительно содержит цирконий, магний и литий при следующем соотношении компонентов. мас. %:
Кремний 17 — 23
Марганец 12-17
Бор 5 — 11
Цирконий 11-15
Магний 7 — 12, Литий 3 — 7
Азот : 0,1-3
Железо" " " Остальное
Существенными отличиями предложенного технического решения являются до. полнительное введение сильного нитридообразующего элемента — циркония и присадка химически активных модифицирующих элементов — магния и лития, что приводит к упрочению структуры и повыше нию коррозионно-эрозионной стойкости.
Введение циркония обеспечивает при кристаллизации углеродистых литейных сталей начало реакции образования нитридов на более ранних этапах затвердевания дендритных ячеек при низкой их локальной концентрации и измельчение структурь и.. повышение коррозионно-эрозионной стой- кости.
Измельчение структуры и повышение коррозионно-эрозионных свойств при концентрации циркония в лигатуре до )1 мас.% недостаточны. При увеличении содержания циркония более 15 мас.% повышается общая масса нитридных включений в объемах дендритных ячеек, что снижает ударную вязкость и стабильность коррозионно-эрозионных свойств, "
Магний улучшает фактор формы неметаллических включений и структурных составляющих, повышает механические и коррозионно-эрозионные свойства. При концентрации магния до 7 мас.% модифицирующий эффект низкий, а при увеличении содержания его более 12 мас.% повышается его угар, снижается однородность структуры и стабильность коррозионно-эрозионных свойс тв.
Литий в количестве 3-7 мас,% способствует измельчению структуры, повышению упруго-пластических свойств и коррозионно-эрозионной стойкости, Верхний предел обусловлей увеличением концентрации неметаллических включений при более высоком содержании лития, что снижает ударную вязкость и предел коррозионной усталости. При содержании его до 3 мас.% снижаются ударная вязкость и коррозионно-эрозионная стойкость. кость в условиях коррозионно-эрозионного изнашивания, поэтому их концентрации
5 снижены и ограничены содержанием 17 и 12
15
25
Выплавку стали 80ГС(ТУ 24-1-12-182-75) производят в электропечи ДС-1,5. Присадку
35 лигатур в измельченном до фракции 1-10
55 Формула изобретения
Лигатура для стали, содержащая кремний, марганец, бор, азот и железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения коррозионно-эрозионной стойкости, она дополнительно содержит цирконий, магний
Кремний и марганец снижают коррозионные свойства и эксплуатационную стоймас.% соответственно, При их содержании менее нижних пределов снижается раскисляющая способность лигатуры, увеличивается концентрация в стали окислов, что ухудшает коррозионно-эрозионные и механические свойства, Концентрация бора и азота в лигатуре повышена для увеличения механических свойств и коррозионно-эрозионных свойств стали. Верхние их пределы обусловлены увеличением по границам зерен.неметаллических включений и снижением упруго-пластических свойств, предела коррозионной усталости и коррозионно-эрозионной стойкости, Выплавку лигатур различного состава производят в открытых индукционных печах емкостью 150 кг. В качестве шихты используют силикомарганец, ферребор ФБ-2 и ферресиликоцирконий ФСЦРМр40. После расплавления и доводки состава расплав при температуре 1370 †1400 продувают азотом в течение 3 — 30 с. При выпуске расплава из печи его модифицируют сплавом
ЖМгЛэ-1 и разливают в плоские изложницы. В табл.1 приведены составы лигатур опытных плавок. мм виде производят при выпуске из печи в стопорной ковш в количестве 1% от массы заливаемого расплава, Результаты испытаний механических и служебных свойств сталей приведены в табл,2.
Предел коррозионной усталости определен на цилиндрических образцах типа
У111, а прочность — на 10 мм образцах.
Как видно.из табл.2, предложенная лигатура обеспечивает более высокий комплекс механических и коррозионно-эрозионных свойств стали 80ГСЛ, используемой для изготовления футеровки шаровых мельниц, чем известная лигатура. Ожидаемый экономический эффект от использования предложенной лигатуры составит более
60 тыс. руб. в год.
1788068
Таблица 1
Таблица 2
Составитель Б.Святкин
Техред М,Моргентал Корректор И,Шмакова
Редактор
Заказ 52 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 и литий при следующем соотношении компонентов, мас. :
Кремний 17 — 23
Марганец 12-17
Бор 5 — 11
Азот
Цирконий
Магний
Литий.
5 Железо
0,1-3
11-15
7 — 12
3 — 7
Остальное
