SU1523588A1 - Сплав дл раскислени , легировани и модифицировани стали - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано в литейном и сталеплавильном производстве. Цель изобретени  - повышение хладостойкости и ударно-абразивной износостойкости обрабатываемой стали. Сплав дл  раскислени , легировани  и модифицировани  стали содержит следующие компоненты, мас.%: марганец 75-85, углерод 4,5-5,0, кремний 3,0-3,5, алюминий 0,3-1,3, азот 0,2-0,8, железо - остальное. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к литейному производству и может быть использовано дл  получени  отливок, работающих в услови х ударно-абразивного износа .

Цель изобретени  - повышение хла- достойкости и ударно-абразивной износостойкости .

Сплавы предлагаемого и известного составов получают сплавлением компонентов в плазменно-индукционной печи. В качестве шихты используют ферро- марганец фМн 75С4 и ФМН 0,5, алюминий АВ91 и газообразный азот. Сплавы

известного и предлагаемого составов

приведены в табл.1.

. Дл  получени  сплава состава 4 (табл.1) в плазменно-индукционной печи расплавл ют 55 кг ферромарганца ФМнС4 и 45 кг ферромарганца Шн 0,5. После расплавлени  и смачивани  образовавшегос  шлака производ т насыщение расплава азотом с помощью низкотемпературной плазмы, генерируемой плазмотроном типа ПД-9М. Алюминий вводитс  перед выпуском в количестве 0,9 кг. Остальные составы сплавов, приведенные в табл.1, получают аналогично .

Известный и предлагаемый сплавы используют при производстве высокомарганцовистой стали. В дуговой электропечи получают углеродистую сталь следующего состава, посто нного дл  всех случаев, мас.%: углерод 0,35-0,45; марганец 2,5-3,0; кремний 0,20-0,22; сера до 0,02; фосфор до 0,02., В разливочный ковш сплав ввод т в жидком виде с температурой 1580-1600 К в количестве 1:8 к объему расплава углеродистой стали, выпускаемой при температуре 1800-1850 К. После 4-5 минутной выдержки сталь разливают . Полученные образцы предваритель (Л

но подвергают закалке с температуры 1400 К в воду.

Дл  моделировани  условий ударно- абразивного износа испытани  образцов стали, обработанной сплавом известно - го и предлагаемого составов, прово- д т в шар.овой мельнице, В каждый барабан загружают 10 кг стальных шаров CHRC 50) диаметром 50 мм, щебень гранитный 5 кг и испытываемые образцы размером 10x10x25 им. Оценка износостойкости стали проводитс  по величине относительного износа. За эталон прин т образец стали, обработан- ньй лигатурой известного состава. Оценку хладостойкости провод т по величине ударной в зкости, измеренной на образцах, предварительно охлажденных до 230 К, Свойства сталей, обработанных известным и предлагаемым сплавами, приведены в табл.2..

Введение азота, повьшение содержа-, НИН марганца и снижение концентраций алюмини  приводит к по влению в обрабатываемой стали новых эффектов, обеспечивающих получение мелкодисперсной чисто аустенитной структуры, упрочненной включени ми нитридов алю- МИНИН и характеризующейс  чистыми и тонкими границами, что, в конечном счете, приводит к увеличению ударнр- абразивной износостойкости и хладостойкости стали. Введение в сплав азота в указанных пределах необходимо дл  легировани  твердого раствора и обеспечени  эффективного торможени  роста зерна легированного аустенита. Азот в процессе кристаллизации,  вл  сь поверхностно-активным элементом и образу  дисперсные частицы соединений типа A1N, измельчает первичную структуру. Не св занный в нитриды агаоминий  вл етс  эффективном рас- кислителем стали,

При снижении содержани  азота менее 0,2 мас.% и алюмини  менее 0,3 мае.% количество образующихс  нитридов алюмин 1  невелико, что приводит к укрупнению макроструктуры стали и величины зерна аустенита. Содер- . жание азота более 0,8 мас,% и алюмини  более 1,3 мас.% приводит к увеличению размеров образующихс  включений , и на границах зерен по вл ютс  сегрегации крупных частиц типа

A1N и ,

0

5

0

5

0

5

0

5

0

не способных тормозить рост зерен, в результате размер зерна увеличиваетс , сталь охрупчиваетс , уменьщаетс  ее ударно-абразивна  износостойкость и хладостойкость. Кроме того, азот  вл етс  эффективны аустенизатором и снижает .точку мар- тенситности превращени  в область низких температур, обеспечива  при этом повышение хладостойкости обра- бать1ваемой стали.

Гарантированное получение аустенитной структуры, характеризующейс  высокой пластичностью и ударной в зкостью , в том числе и при отрицательных температурах, обеспечиваетс  за счет повьппени  содержани  марганца с 40-58 до 75-85 мае,%. При снижении содержани  марганца ниже 75 мае.% обеспечиваетс  наличие в структуре стали участков перлита, преимущественно по границам аустенит- ного зерна, что резко снижает удар- но- абразивную износостойкость и хладостойкость стали. Как показывают ре- .зультаты исследований, при. содержании марганца в сплаве более 85 мас.% /не отмечаетс  существенного повышени  показателей износостойкости и хладостойкости обрабатываемой стали.

Таким образом, использование предлагаемого сплава обеспечивает повьшение хладостойкости и ударно-абразивной износостойкости обрабатываемой стали, а именно ударной в зкости при 230 К в 2,0-3,0 раза и относительного износа в 1,18-1,61 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Сплав дл  раскислени , легировани  и модифицировани  стали, содержащий марганец, углерод, кремний, алюминий и железо, отличающийс  тем,что, с целью повьшени  хладостойкости и ударно-абразивной износостойкости стали, он дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас,%:

   5

   Марганец

   Углерод

   Кремний

   Алюминий

   Азот

   Железо

   75-85 4,5-5,0 3,0-3,5 0,3-1,3 0,2-0,8 Остальное

   Таблица 1

   сплава

   Содержание компонентов, мае.%

   Марганец Углерод Кремний. I Алюминий I Азот Железо

   (Известный

   49 75 85 80

   4.5 5.0 4,5 4.7

   4

   1.3 0,3 0,8

   Остальное

   0,2 0,8 0,5

   ,.1„§«2