Лигатура для стали

 

Изобретение относится к лигатурам для стали. Цель изобретения - повышение коррозионно-зрозионной стойкости стали, Лигатура содержит, мас.%: кремний 17-23; марганец 12-17; бор 5-11; азот 0,1-3; ванадий 11-15; ниобий 7-12; иттрий 3-7; железо - остальное. Коррозионно-эрозионный износ стали 80 гсл, обработанной предлагаемой лигатурой, составляет 42-49 мг/м -ч. При этом OB 825-870 МПа, ан 1,21-1,30 МДж/м , повышаются стойкость к атмосферной коррозии и коррозионная стойкость в среде NaCI и предел коррозионной усталости . 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ СТАЛИ, Qh О ( (л (Л

О (21) 4736706/02 (22) 13.09.89 (46) 07.12.91. Бюл. М 45 (71) Производственное объединение Гомсельмаш" (72) Е.В,Янин, M.È.Êàðïåíêî, Н.П.Избицкий и С.М,Бэдюкова (53) 669.15 782 74 292 781 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1252378, кл. С 22 С 35/00, 1986, Авторское свидетельство СССР

М 522258, кл, С 22 С 35/00, 1976, Изобретение относится к металлургии, в частности к лигатурам для улучшения механических свойств износостойких сталей.

Известна лигатура для стали, содержащая, мас.%:

Кремний 17 — 34

Марганец 50 — 74

Бор 0,1 — 3

Азот 0,03-3

Железо Остальное

При введении известной лигатуры в количестве 1,2% от массы расплава получают сталь со следующими свойствами;

Ударная вязкость при 20 С, МДж/м 0,98 — 1,2

Скорость коррозии в атмосфере, г/м 0,0019 — 0,045

Коррозионная стойкость в среде хлористого натрия (3,5%), г/м, ч 0,01-0,09

Коррозионно-эрозионный износ, мг/м ч 55-72

Ударная вязкость — при 40 С, МДж/м 0,62 — 0,73... Ы,, 1696559 А1 (57) Изобретение относится к лигатурам для стали. Цель изобретения — повышение коррозионно-зрозионной стойкости стали, Лигатура содержит, мас.%: кремний 17-23; марганец 12-:17; бор 5 — 11; азот 0,1 — 3; ванадий 11 — 15; ниобий 7 — 12; иттрий 3 — 7; железо — остальное. Коррозионно-эрозионный износ стали 80 гсл, обработанной предлагаемой лигатурой, составляет 42 — 49 мг/м .ч.

При этом o, = 825 — 870 МПа, ан = 1,21 — 1,30

МДж/м, повышаются стойкость к атмосферной коррозии и коррозионная стойкость в среде NaCI и предел коррозионной усталости. 1 табл.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому эффекту является модификатор для стали, содержащий, мас.%:

Кремний, 8 — 20

Марганец 11-25

Бор 0,2 — 2,0

Азот 0,5 — 2,0

Ванадий 10 — 30

РЭМ 6 — t5

Кальций 1 — 10

Алюминий 1 — 10

Железо Остальное

Известный модификатор не обеспечивает существенного повышения коррозионно-эрозионной стойкости стали.

Цель изобретения — повышение коррозионно-зрозионной стойкости стали. . Введение ванадия в состав лигатуры упрочняет матрицу и повышает коррозионную стойкость, что значительно снижаясь коррозионно-эроэионный износ стали, При концентрации ванадия до 11 мас,% упрочнение матрицы и повышение коррозионно-эрози169б559 онной стойкости стали недостаточны, При увеличении содержания ванадия более 15 мас, увеличивается концентрация карбидов и снижается ударная вязкость, что приводит к повышению коррозионно-эрозионного износа, Введение в состав лигатуры ниобия обусловлено его высокой микролегирующей способностью, воз можн Ость к) значител ьн оro измельчения структуры и повышения коррозионно-эрозионной стойкости, При концентрации ниобия до 7 мас,% измельчение структуры и повышение коррозионноэрозионной стойкости недостаточны, При концентрации ниобия более 12 мас.% снижается однородность структуры и возрастает коррозионно-эрозионный износ, Введение в состав лигатуры 3 — 7 мас,% иттрия способствует диспергированию нитридных и карбидных включений, улучшению их фактора формы и снижению корроэионно-эроэионного износа стали, Модифицирующее влияние иттрия начинает сказываться с его концентрации 3 мас, . При увеличении содержания иттрия более 7 мас. повышается концентрация неметаллических включений, ухудшаются характеристики ударной вязкости и коррозионно-эрозионной стойкости.

Бор очищает границы зерен, что весьма важно в отношении коррозионной стойкости стали и коррозионно-эрозионного износа. При концентрации бора в лигатуре более

11 мас, он сам становится источником неметаллических включений, что приводит к снижению коррозионно-эрозионной стойкости стали, При концентрации бора до 5 мас. его модифицирующее влияние недостаточноо.

Азот приводит к образованию Hèòðèäîв и измельчению структуры, повышени о корРОЗИОННОй И KOPPG:3ÈOÍНО-ЭРОЭИОННОЙ стойкости, Верхний предел обусловлен возникновениями нитридных включений по границам зерен, что приводит к снижению пластических свойств и коррозионно-эрозионной стойкости стали, Введение азота в количестве до 0,1 мас, не оказывает существенного влияния на дисперсность структуры и коррозионно-эрозионную стойкость.

Формула изобретения

Лигатура для стали, содержащая крем35 ний, марганец, бор, азот, ванадий, редкоземельные металлы, железо, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения коррозионно-эрозионной стойкости стали, она дополнительно содержит ниобий, а в качестве

40 редкоземельных металлов используется иттрий при следующем соотношении компонентов, мас, :

Кремний

Марганец

45 Бор

Азот

Ванадий

Ниобий

Иттрий

50 Железо

17 — 23

12-17

5-11

0,1 — 3,0

11 — 15

7-12

3-7

Остальное

Пример, Выплавку лигатур осуществляют в индукционной печи с тиглем емкостью 150 кг. Феррованадий и феррониобий вводят непосредственно в печь, а металли5 ческий иттрий — в ковш.

Лигатуры известного и предлагаемого составов вводят в сталь до ГСЛ в количестве

1,0% от массы расплава, Для проведения испытаний используют

10 следующие лигатуры (остальное — железо), мас. ;

1. Кремний 17, марганец 17, бор 2, азот

1,9; ванадий12, РЗМ 6,5; кальций 2; алюминий 3.

15 2, Кремний 17; марганец 12; бор 5; азот

0,1; ванадий 11; ниобий 7; иттрий 3, 3, Кремний 21; марганец 15; бор 9; азот

0,9; ванадий 13; ниобий 10; иттрий 5.

4, Кремний 23; марганец 17; бор 11; азот

20 3; ванадий 15; ниобий 12; иттрий 7, В таблице приведены результаты испытаний известного и предложенного модификаторов по данным апробации, Как видно из результатов таблицы, 25 предлагаемая лигатура обеспечивает более высокие коррозионно-эрозионные свойства износостойкости стали, чем известный модификатор оптимального состава.

Таким образом, предлагаемая лигатура

30 позволяет существенно повысить коррозионно-эрозионную стойкость стали, 1696559

Составитель Л,Карасева

Техред M.Moðãåíòýë

Корректор Н.Король

Редактор Е.Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4281 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5