SU1046317A1 - Лигатура - Google Patents

Abstract

ЛИГАТУРА, содержаща  барий,- кальций, железо, магний и кремний, отличающа с  тем, что, с целью обеспечени  влагоустойчивости и пожаровзрывобезопасности, она дополнительно содержит медь или никель при следующем соотношении компонентов, вес.%: Барий13,0-45,0 Кальций1,0-15,0 ;Хйлезо1,0-15,0 Магний0,1-4,0 Медь или никель 2,0-15,0 КремнийОстальное

Description

4

о: со

Изобретение относитс  к металлургии и можед: быть использовано при получении пожаровзрывобезопасных .лигатур на основе бари  дл  обработки стали и чугуна.

Известна промышленна  лигатура на основе кремни  и бари , примен ема  дл  глубокого раскислени  стал и сплавов. Эта. лигатура содержит 25-35% бари , до 2% алюмини , осталное кремний С11.

К недостаткам этой лигатуры следует отнести ее низкую влагоустойчивость , повнше«ную пожаровзрывоопасность , а также усвоение элементов при обработке стали.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и Достигаемому результату  вл етс  лигатура состава, вес.%:

Барий 10-25

Кремний51-65

КальцийДо 15

. Магний 0,1-5

Железо Остальное

К недостаткам данной лигатуры относитс  ее низка  влагоустойчивость и повышенна  пожаровзрывоопасность- .

Под действием атмосферной влаги лигатура разлагаетс  с выделением водорода и примесных самовозгорающихс  газов,.что обуславливает взрывопожарюопасность, уменьшает эффективную концентрацию бари  и создает возможность загр знени  основного металла продуктами разложени .

,Целью изобретени   вл етс  обеспечение влагоустойчивости и пожаровзрывобезопасности лигатуры.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что лигатура, содержаща  барий кальций, железо, магний и кремний, дополнительно-содержит медь или никель при следующем соотношении компнентов , вес.%:

Барий13-45

Кальций 1-15

Железо1-15

Магний0,1-4

Медь или никель 2-15

Кремний Остальное

При введении меди или никел  (Ме происходит принципиальное изменение фазового состава лигатуры. При этом дисилициды бари  (BaSi) с низкой устойчивостью к атмосферной влаге замен ютс  на новую устойчивую барийсодержащую фазу Ba{Si, Me)4 .

Концентрационные границы предлагаемой лигатуры выбраны из следующи соображений. Барий при малых концентраци х ( 13%) малоэффективен, а концентрации более 45% ограничиваютс  технологическим процессом получени . Кальций до 1% обычно присутствует в.сплаве, как примесь.

Вводить кальций в количествах более 15% нецелесообразно,,так как, св зыва  кремний в фазу CaSij , он создаёт его дефицит, что преп тствует образованию влагоустойчивой фазы Ba(SI, Ме)х . По той же причине содержание железа должно быть в пределах 1,0-15,0%. Магний до 0,1% присутствует как примесь, а при его концентрации в сплаве более 4% наблюдаетс  значительный пироэффект при введении лигатуры.

При разработке предложенной лигатуры было установлено, что обычный силикобарий содержит две основные фазы: игольчатые кристаллы кремни  и соединение, содержащее около 30% SI и 70% Ва, т.е. отвечающее формуле BaSi. Фаза BaS i под воздействием атмосферной влаги быстро распадаетс  (в течение нескольких часов).

В цел х повышени  влагоустойчивости фазы BaSi изучалось вли ние дополнительно введенных элементов. Большинство элементов не оказало никакого вли ни  на влагоустойчивость . Однако введение меди или никел  приводит к замене неустойчивой фазы BaSi/2 на новую трехкомпонентную Ba(Si, Ме)4, где под Me понимаетс  медь или никель. Наблюдени  под микроскопом свидетельствуют о полной инертности новой фазы к влаге и даже воде, в то врем  как в лигатуре без добавок фаза BaSiQ,, уже через несколько часов начинает разлагатьс , превраща сь в рыхлый порошок.

Таким образом, добавка меди или никел  приводит к частичной или полной замене влагонеустойчивой фазы BaS i на- устойчивую барийсодержащую фазу Ba(Si, Ме)4. Необходимое дл  полной стабилизации сплава количество меди или никел  пропорционально количеству бари  в лигатуре.

Пример. Сплавы выплавл ли углетермическим способом в электродуговой печи из шихты, содержащей кварцит, кокс, баритовую руду, известь , стальную стружку. Плавки проводили непрерывным бесишаковым процессом с закрытым колошником. При выпуске .расплава из печи в струю металла вводили никель и медь.

Выплавленные составы лигатуры приведены в табл. 1.

Полированные образцы выдерживали в атмосфере с относительной влажност около 100% при комнатной температуре в-течение нескольких мес цев. Контроль под оптическим микроскопом показал , что в первом случае (с добавками ) никаких изменений в фазах на шлифе не происходит. Во втором случае (без добавок) уже через 1-2 дн  произошел полный распад фазы BaS 12.. При насЕотании порошка этого сплава в воду наблюдаетс  существенное газо вьщеление, которое практически отсут ствует дл  сплавов с добавкой меди или никел  (табл. 1). Дл  образцов также определ лись характеристики воспламененн ; нижний концентрационный предел воспламенени  и температура воспламенени  Из табл. 1 видно, что эти характеристики у предлагаемой лигатуры значительно выше, чем у известной. Механические свойства чугуна марки B4-60-2jобработанного .лигатурами приведены в табл. 2. Механические свойства стали 30, обработанной лигатурами, представлены в табл. 3. Из табл. 2 и 3 видно, что механические свойства стали и чугуна, обработанных предлагаемой лигатурой и известной, не имеют различий. Таким образом, добавка меди или никел , повы ает устойчивость силикобариевой лигатуры к воздействию атмосферной влаги устран ет пожаровзрыворпасность силикобариевых лигатур, что открывает возможность дл  получени  и использовани  их в виде по рошка или гранул-. . Наиболее целесообразно применение силикобариевой лигатуры с медью дл  модифицировани  чугунов, так как в этом случае медь  вл етс  полезной , графитизирующей добавкой и в р де случаев ее ввод т .специально. Лигатуру с никелем экономически оправдано примен ть дл  сталей или сплавов на никелевой основе. Таблица 1

Предложен- 14 1,0 2,5 0,6 2,0 - Осталь- 12 Предложен- 255,2 4,5 27 6,1 на  225,1 4,2 23 - 5,7 Известна  900

370

Таблица 2 25-10 Остальное 626 3,2 637 3,0 То же 25-10 255 628 3,0 Предложен-25 5,2 45 2,7 6,1 на  5,4 42 2,3 - 5,7 Известна  ----Т а

лица Остальное 538 865 69,0 10140 То же 529 869 68,3 10510 - 533 860 67,9 102-10

Claims (1)

1. ЛИГАТУРА, содержащая барий,кальций, железо, магний и кремний, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения влагоустойчивости и пожаровзрывобезопасности, она дополнительно содержит медь или никель при следующем компонентов, вес.%:

   Барий

   Кальций

   Железо

   Магний

   Медь или' никель Кремний соотношении

   13,0-45,0 1,0-15,0 1,0-15,0 0,1-4,0 2,0-15,0

   Остальное <1