Модифицирующая смесь
Иаобретение от оситсл к % лургш-,. г «четности к модификаторам FbU nKv уnt родиевых гталей и сплавов с гоBbT«jeиными упгугопластнческими .ми. Непь - повьппение предела выносливости при изгибе и упругоплзссвойств сталей заэвтектоидного состава. Модифицирующая смесь с о/у: р/г г, мас.%: борная кислота 38- M5i rTL:HK,oapHii 10-18; силикокалыцг i3-iS Я1 тэидч кремния 11-16, окалина Нел, з Ч -8, ферроцерий 8- I 2 upiMeионье смеси позволяет повысить предел выносливости стали npi nt,- гибг ня 10-15% и н. 10-20% упруго пи с :ические свойства стали, ° табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
I-.1) q С 2 1 С 7/ОО
ОПИСАНИЕ HSGEPFTEHNR
) ) Д g+QPQQQQQ ЯЯД(! (" Д :7() )»
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
Г(О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 101:76 »- (22) 26,06,. (-9 (46) 07 . 06. 9,j(= ã.>». (71) 3сесоюэный .-„=:. и: (»((по лг."сx (. еский инст.-гут (72) Б. К.Святки:,, М. И. К; р(.сl»K,: »
М.Б.Егорова и С.М Блдю»»- »а (53; 669. 15-198 ()8:3 8) (5() Авторе сое свил "i."ль "тво ССС, У 7 9902. кл. С 21 С 1(70 "980
Автооское "вид» "» ь с-.вс
У 13202 (6, кл, С 2 .: 1, 0(» (5 "I) МОПИНЩ1РЪЪШУ СМЕ С Ь
{57) Изобретение от косится к -".:.
Изобретение отл»»с.ится к метя»ллургии, в частности к модификаторам высокоуглеродистых сталей и сплавов с повышенными упругопластическыми свойствами.
Пель изобретения — повышение л едела выносливости при изгибе и упругопластическихсвойств сталей заЪ эвтектоидного состава. а
Предлагаемая модифицирующая смесь содержит борную кислоту, силикобарий, силикокальций. нитриды кремния, окалину железа и ферроцерий при следующем соотношении компонентов, мас.XI
Борная кислота 38-45
Силикобарий 10-18
Силикок альций 1 3-18
Нитуиды.кремния 11-16
Окалина железа 3-8
Ферроцерий 8-12
2 лургл», ;: -.астности к модификаторам
ВЫ:.CK: УГЛ РОДИС ЫХ СтаЛЕй И СПЛаВОЭ с rc!вь»шеннчми упругопластическиии свойств;.ми. Пель — повышение пределл
Вь;н слнвости при изгибе и упругопластичесхих свойств сталей заэвтектоидного cocтава. Модифицирующая смесь годер,(лг, мас.7!: борная кислота 38» -»..ик ;»эарий 7» 0 — 7 8, cHslHKQKRJ»bcpl.l
1,— (8 нл виды кремния 11-16, окалина»»»» л зл 3 8, ферроцерий 8- (2.
i(pl&(»! Вле»-.меси позволяет повысить предел «ы(»»»сливости стали прл и-— гl:á= на 70-15", и на 10 207. упруго" ллэ„.-èческие свойства стали. " табл. лоло((ни»- л >лое Введение В oc» ав модифицирувшей смеси нитридов Kpe(»йия повышает модифицирующую способност, плотность и герметичность, чe lc!»:чает структуру стальных отливок литом и нормализованном состояниях, что увеличивает упругопластические свойства. Концентрация в модифицирующей смеси более
16 мас.X нитридов кремния приводит к образованио в структуре сталь ных отливок скоплений неметаллических включения и графита, снижению герметичности и пластических свойств. При содержании нитридов кремния менее 1 1 мас.X модифицирующая способность смеси недостаточна„ при этом склонность K пористости и короблению модифицированных сталей повышается, а упругопластические свойства их снижаются.
1654346
Ферроцерий оказывает сфероидирующее влияние на структуру, повышает предел выносливости при изгибе и упругопластические свой5 ства стали. При концентрации ферроцерия до 8 мас.7 сферопдизирующее влияние модифицирующей смеси и упругопластические свойства стали недостаточны, а при увеличении содержания ферроцерия в смеси более
12 мас.7 повышаются угар, нестабильность структуры и свойств стали.
Окалина железа — отход кузнечного производства, в заэвтектоидных сталях при модифицировании разлагаетI ся с вьщелением кислорода, который при вьщелении способствует перемешиванию расплава и отбеливанию, т.е. предотвращает вьщеление свободного рб графита при кристаллизации, повышает предел выносливости и упругопластические свойства стали. При этом честь окалины служит подкладкой для субмикроскопических зародышей графита, 25 сокращающей продолжительность цикла термической обработки и повышающей дисперсность структуры и пластичность стали.
В состав предлагаемой модифицирующей смеси входит силпкобарий,оказывающий стабилизирующее влияние «а структуру и свойства стали, ухупшакщий форму неметаллических включе«пй и повышающий дисперс«ость структуры и стабильность упругопластических свойств, При содержании в смеси силикобария до 10 мас.Т модифицирующее и стабилизирующее его влияние «едостаточно и стабильность упругоплас- 40 тических свойств низкая, а при «с выв шении его содержания более 18 мас.7„ снижается дисперс«ость структуры и ухудшаются показатели упругопластических свойств стали. 45
Борная кислота повышает содержание центров кристаллизации. измельчает структуру и повьш ает пластичность стали. При содержании борной кислоты в смеси более 45 мас.7. в литом состоянии стали выделяю-ся карбиды, что снижает предеп вы«ослпвости при изгибе и упругоппастические свойства, При содержании и смеси борной кислоты до 38 мас./ уме« .— шается число центров графи;иэацпи и снижаются предел выносливаст:> и:.« изгибе и пластич«ость стали.
Оптимальное содержание силикокальция в модифицирующей смеси определено экспериментально и соответствует 13-18 мас.7, при которых достигаются высокие характеристики плотности, механических свойств и герметичности. При содержании в смеси силикокальция до 13 мас.l характеристики механических свойств модифицированной стали недостаточны, а при увеличении его содержания в смеси более 18 мас.X снижаются технологические свойства, однородность модифицирова«ного сплава и стабильность его упругопластических и других механических свойств.
Г!одифицирующие смеси, приведенные в табл ° 1, приготавливают механическим перемешива«ием силикобария фракции 0,05-0,30 мм, ферроцерия, измельченного до фракции 0,05-0,50 мм, марки «;et!1, измельченного до фракций
0,05-0,30 мм ферробария с порошками борной кислоты, «итридов кремния силикокальция СК 15А2 и окалины железа представляющей собой совокупность окислов железа. Продолжитель«ость перемени«а««я модифицирующей смеси 3-5 ми«. Готовые модифицируюшие смеси вводят в ковш в количестве 0,23 мас.7, от расплава перед выпуском из плавильного агрегата.
Полу«с««ые отливки и образцы для испыта«ия подвергают «ормализации о по режиму: нагрев до 960 С охлаждео
1 ние до 730 С, выдержка 5 ч и охлажде«ие «а воздухе. В табл.! представлены составы смесей, а в табл.2 — меха«ические и структурные свойства стали после модифицирова«ия. Сталь имеет перед модифпцированием следующий состав компонентов, мас.7: углерод 1,35; кремний 1,15, марганец 0,35; хром 0,05, фосфор 0 05; сера 0,03, никель 0 05 азот 0,04 железо остальное. Проводят испытания по определению временного сопро— тивления при растяжении и определяют ударную вязкость.
Из табл.2 следует, что предлагае мая модифицирующая смесь обеспечивает повышение упругопластических свойств эвтектоидной стали в большей степени, чем известная.
Формул а и з о б р е т е н и я
Модифицирующая смесь, содержащая борную кислоту, силикобарий, окалиТ а б л и и а 1
Содержание компонентов в модифицирующей смеси мас.Х
Состав смеси
Борная кисло
Окалина
w .ttåза
Ферро- Углекисцерий лый барий
Силико- Сипико- Нитриды барий кальций кремния та
1 (известный) 65
13
18
13
15
10
16
10
20
47
10
30
Таблица2
Предел выносливости при изгибе, МПа
Ударная вязкость, /см
Размер нключений графита, Граз.
Вязкость разрушеСостав смеси
Временное сопротивле тносиельное длинеие, 7 ния, - 3/2
МПа м ние при растяжении, МПа
620
52
921 26, 5
675
107
31,2
955
697
118
35,1
1030
685
115
34,7
1055
627
53
27,2
930
656
102
29,2
942
Составитель К. Сорокин
Редактор H.ßöîëà Тахред А. Кравчук Корректор Л.Патай
Тираж 395
Заказ 1931
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101
5 165 ну железа, о т и и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппенпя предела выносливости при изгибе и упругопластических свойств сталей заэвтектоидного состава, опа дополнительно содержит сипикокальций, нитриды кремния и ферроцерий при следул щем
1 соотш гении компонент< н, Борная кислота
Силикобарий
Силпкокальций
Нптриды кремния
Окалина железа ферроцер|п1
33-38
27-31
24-30
25-31
32-37
33-36 мпс., 38-45
10-18
13-18
11 — 16
3-8
8-12
