Изобретение относитс к области qepной металлургии и литейного производства и может быть использовано дл повышени фиэико-механических и специальных свойств сплавов на основе железа, в первую очередь конструктивных низколегированных и износостойких марганцовистых сталей. Известен модификатор следующего состава , вес.%: Азот0,5-2,5 Ванадий1О,О-20,0 БорО,О5-О,5 Марганец0,3-3 О, О КремнийО,2-2,О ЖелезоОстальное i, Дл получени в модификаторе до 2,5% азота, как установлено экспериментально, при указанном содержании марганца и отсутствии хрома необходим об зательный 15-20-кратный избыток ванади по отношению к азоту. Это значительно снижает экономическую эффективность применени такого Модификатора, так как значитель- на часть дорогосто щего ванади используетс не с максимальным эффектом, т.е. не в виде; нитридов ванадн . Кроме того , в модификаторе содержитс всего по 2,0% кремни , ограничение которогю также св зано с желанием повысить растворимость азота в основе модификатора. Однако при таком содержании кремни модификатор не технологичен - очень плохо дробитс , что затрудн ет его использование . Цель изобретени заключаетс в повышении физико-механических свойств конструкционных и марганцовистых сталей при незначительном расходе модификатора . Поставленна цель достигаетс тем, что в состав модификатора на основе жв1юза , содержащего азот, ванадий, бор, марганец и кремний, дополнительно ввод т хром, кальций и магний при слеоующем соотношении компонентов, вес.%: Азот0,5-3,О Ванадий7,0-18,О БорО,О5-0,5 Марганец10,0-40,0 Кремний0,2-8,0 Хром5,О-ЗО,0 Кальций0,О1-О,5 Магний0,005-0,2 Жепезо Остальное Лополчительныи ввод хрома в указанных пределах позвол ет повысить растворимость азота до 3% при указанном соотношении элементов и, что более важно, уменьшить избыток ванади сверх стехеометрического соотношени к азоту. Это, как уже отмечалось, значительно повышает экономичность использовани модификатора Кроме того, введение хрома позвол ет повысить содержание кремни в модификаторе до 8%, что значительно улучшает его технологичность придает хрупкость. Дополнительную хрупность может придавать и сам хром. При содержании хрома менее 5,О% эффект повышени растворимости азота очень незначителен. При содержании хрома свыше 30,0% усложн етс технологи : выплавки модификатора. Добавка в состав модификатора кальци во-первых несколько улучшает усвоение азота в расплаве, во-вторых, повышает чистоту по неметаллическим включени м основы модификатора и, следовательно, по вышает физико-механические свойства обрабатываемых сплавов, прежде всего их пластичность. При содержании кальци манее 0,О1% указанный эффект мало ощутим , а при содержании более 0,5% может происходить не очищение матрицы модификатора от неметаллических включений, а ее загр знение. Дл улучшени технологических параметров выплавки модификатора в его состав включили магний. В указанных пределах он уменьшает износ футеровки печи при выплавке модификатора и улучшает форму и распределение первичных нитридов ванади в обрабатываемых стал х. При количествах, превышающих указанные , магний вызывает значительные пироэффекты при его вводе в расплав. В зависимости от условий производства обрабатываемых сталей модификатор в количестве 0,5-10% от веса стали ввод т в печь перед разливкой, в ковш во врем заполнени его металлом или в изложницу (форму) на струю металла. П р и м е р. В услови х опытного производства были получены и испытаны модификаторы предлагаемого состава (1-3) и известного состава (4), приведенные в табл. 1. Модификаторы в количестве 15 кг на . 1 т жидкой стали вводили в марганцовистую сталь Г13Л, а также низколегирован- ную сталь марки 60ГЛ. Изготовл ли ролики из опытных сталей Г13Л, а также образцы дл механических испытаний из стали 35ХГСЛ. В стали вводили модификаторы составов 1-4. Испытани на износ проводили в услови х сухого трени качени с 10%-ным проскальзыванием на машине типа Амслера (давление в контакте 7О кг, число оборотов 11 7ОООО). Материалом дл контрролика во всех случа х служила бандажна сталь одинаковой твердости. Определение механических свойств образцов производили по стандартным методикам ., Результаты испытаний образцов приведены ниже и в табл. 2. Износ образцов из стаОбразец ли Г13Л, г 4 (прототип ) Таким образом, при вводе модификаторов предлагаемого состава износостойкость и механические свойства образцов из сталей Г13Л и 35ХГСЛ значительно улучшаютс по сравнению с известным составом.The invention relates to the field of ceramic metallurgy and foundry production and can be used to improve the mechanical, mechanical and special properties of iron-based alloys, primarily structural low-alloyed and wear-resistant manganese steels. Known modifier of the following composition, wt.%: Nitrogen, 0.5-2.5 Vanadium1O, O-20.0 BorO, O5-O, 5 Manganese, 0.3-3 O, O Silicon, 2-2, O IronOstal i, For in the modifier up to 2.5% nitrogen, as established experimentally, with the indicated content of manganese and the absence of chromium, a necessary 15-20-fold excess of vanadium with respect to nitrogen is necessary. This significantly reduces the economic efficiency of the application of such a modifier, since a significant part of expensive vanadium is not used with maximum effect, i.e. not in the form; nitrides vanadn. In addition, the modifier contains only 2.0% silicon each, the limitation of which is also associated with the desire to increase the solubility of nitrogen in the modifier. However, with such a silicon content, the modifier is not technological — it is very poorly crushed, which makes its use difficult. The purpose of the invention is to improve the physicomechanical properties of structural and manganese steels with an insignificant consumption of modifier. The goal is achieved by the fact that chromium, calcium and magnesium are additionally added to the iron-based modifier containing nitrogen, vanadium, boron, manganese and silicon at the following ratio of components, wt.%: Nitrogen 0.5-3, O Vanadium7, 0-18, O BorO, O5-0.5 Manganese 10.0-40.0 Silicon 0.2–8.0 Chrome 5, O – ZO, 0 Calcium 0, O1 – O, 5 Magnesium 0.005–0.2 Zhepezo Else Lactitational input of chromium within the specified limits allows increasing the solubility of nitrogen up to 3% at the indicated ratio of elements and, more importantly, reducing the excess of vanadium over the stoichiometric ratio and to nitrogen. This, as already noted, significantly improves the economics of using the modifier. In addition, the introduction of chromium makes it possible to increase the silicon content in the modifier up to 8%, which significantly improves its manufacturability and makes it brittle. Chrome itself can add additional fragility. When the chromium content is less than 5% O, the effect of increasing the solubility of nitrogen is very slight. When the chromium content exceeds 30.0%, the technology is complicated: the smelting of the modifier. The additive to the calcium modifier firstly improves the absorption of nitrogen in the melt somewhat, secondly it increases the purity by nonmetallic inclusions of the base modifier and, consequently, improves the physical and mechanical properties of the alloys being processed, first of all their plasticity. When the calcium content is less than 0, O1%, the indicated effect is not very noticeable, and if the content is more than 0.5%, it may not be the purification of the modifier matrix from non-metallic inclusions, but its contamination. Magnesium was included in its composition to improve the technological parameters of the modifier smelting. Within these limits, it reduces the wear of the furnace lining during the smelting of the modifier and improves the shape and distribution of the primary vanadium nitrides in the processed steel x. When amounts exceed these, magnesium causes significant pyro effects when it is introduced into the melt. Depending on the production conditions of the processed steel, the modifier in the amount of 0.5-10% of the steel weight is introduced into the furnace before casting, into the ladle during its filling with metal or into a mold (form) on a metal stream. PRI me R. Under the conditions of pilot production, modifiers of the proposed composition (1-3) and known composition (4), listed in Table 2, were obtained and tested. 1. Modifiers in the amount of 15 kg. 1 ton of liquid steel was introduced into manganese steel G13L, as well as low-alloy steel 60GL. The rollers were made from experienced G13L steels, as well as samples for mechanical testing of 35HGSL steel. In steel, compositional modifiers 1-4 were introduced. The wear tests were carried out under conditions of dry rolling friction with 10% slippage on an Amsler type machine (pressure in the contact 7O kg, rotational speed 11 7OOOO). In all cases, the bandage material was used as a bandage steel of the same hardness. Determination of the mechanical properties of the samples produced by standard methods., The test results of the samples are given below and in table. 2. Wear of samples from stabli G13L, g 4 (prototype) Thus, with the introduction of modifiers of the proposed composition, the wear resistance and mechanical properties of samples from steels G13L and 35HGSL are significantly improved compared with the known composition.
ТаблицSpreadsheets
Основа - железо. Мехпнические свойства стали 35ХГСЛ Обранормализации ) зецThe basis is iron. Mechanical properties of steel 35HGSL Oborormalization) zets
Таблица 2 ( поело провецеии Table 2 (eaten food