RU2135620C1 - Лигатура - Google Patents
Лигатура Download PDFInfo
- Publication number
- RU2135620C1 RU2135620C1 RU98106439A RU98106439A RU2135620C1 RU 2135620 C1 RU2135620 C1 RU 2135620C1 RU 98106439 A RU98106439 A RU 98106439A RU 98106439 A RU98106439 A RU 98106439A RU 2135620 C1 RU2135620 C1 RU 2135620C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ligature
- iron
- alloying composition
- nickel
- steel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии черных металлов и может широко использоваться при производстве чугунов и сталей для получения деталей в тракторостроении и машиностроении. Предложена лигатура, содержащая компоненты при следующем соотношении, мас.%: медь 7 - 45, никель 1,2-30, хром 0,15 - 30, марганец 0,20 - 0,50, алюминий 0,05 - 0,50, кремний 0,15 - 1,5, углерод 0,05 - 1,3, молибден 0,1 - 0,5 и железо остальное, при соблюдении условий C+Si+Al+Mn+Mo ≤ 2,5. Техническим результатом изобретения является получение лигатуры с высокой химической однородностью, низкой склонностью к рассыпаемости, высокой способностью к грануляции, в том числе мелких фракций. При использовании предложенной лигатуры при выплавке чугуна и стали повышается процент усвоения легирующих компонентов и выход годного сплава в целом. 2 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии черных металлов и может использоваться при производстве чугунов и сталей для изготовления деталей тракторостроения и машиностроения.
Известно использование в качестве легирующего компонента при производстве чугунов лигатур, использованных в качестве модифицирующей смеси с целью повышения прочностных характеристик чугуна [1] или используемых в качестве добавки для микролегирования [2] с целью улучшения литейных свойств (плотность, горячая твердость и др.). Недостатком известных составов лигатур является ограниченная область их использования, сложность технологии выплавки составов чугунов с высокой степенью усвоения микродобавок дефицитных легирующих элементов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является лигатура для легирования чугунов и сталей, содержащая (мас.%) на основе железа Cu до 40, C до 4, Si до 5, Cr до 2, Ni, Ti, Al до 1 каждого.
Недостатки известной лигатуры проявляются в неоднородности по химическому составу при ее выплавке, что усложняет технический процесс при производстве чугуна и стали, а ограничения по содержанию никеля и хрома сужают область ее использования, в особенности при производстве качественных чугунов и сталей, предназначенных для деталей ответственного назначения.
Кроме того, неоднородность по химическому составу лигатуры приводит к самораспаду ее отдельных составляющих при хранении и перевозке.
В настоящей заявке поставлена задача разработать состав лигатуры широкой области использования с высокой химической однородностью, с низкой склонностью к рассыпаемости, с высокой способностью к грануляции, в том числе мелких фракций, а при легировании чугуна и стали повышению усвоения химических компонентов и повышению выхода годного сплава в целом.
Поставленная задача достигается тем, что известная лигатура, содержащая медь, никель, хром, магний, алюминий, кремний, углерод, железо, согласно изобретению, дополнительно содержит молибден при следующем соотношении компонентов, мас.%:
медь - 7,0 ... 45
никель - 1,2 ... 30
хром - 0,15 ... 30
марганец - 0,20 ... 0,50
алюминий - 0,05 ... 0,50
кремний - 0,15 ... 1,50
углерод - 0,05 ... 1,3
молибден - 0,1 ... 0,50
железо - остальное
при этом соблюдаются условия, что C + Si + Al + Mn + Mo < 2,5.
медь - 7,0 ... 45
никель - 1,2 ... 30
хром - 0,15 ... 30
марганец - 0,20 ... 0,50
алюминий - 0,05 ... 0,50
кремний - 0,15 ... 1,50
углерод - 0,05 ... 1,3
молибден - 0,1 ... 0,50
железо - остальное
при этом соблюдаются условия, что C + Si + Al + Mn + Mo < 2,5.
Заявленный уровень концентрации углерода, марганца, кремния, алюминия, молибдена и их суммы определен экспериментально и обусловлен достижением стабильности как товарно-потребительских и эксплуатационных свойств лигатуры, так и влиянием их на механические характеристики сталей и чугунов, выплавленных с использованием заявленной лигатуры.
Элементы указанной выше группы являются активными раскислителями и легирующими микродобавками, которые за счет влияния на величину зерна, фазовых структурных составляющих, на состояние межфазовых границ и дисперсионное упрочнение твердых растворов, обеспечивают тот уровень потребительских свойств деталей машин и механизмов, который необходим в каждом конкретном случае.
Увеличение концентрации углерода, марганца, кремния, алюминия, молибдена или суммы выше заявленных пределов нецелесообразно, так как увеличивает количество карбидной и нитридной фаз сверх необходимого количества для повышения прочности лигатуры и получаемой из нее стали и чугуна. Кроме этого, нарушается равновесная пропорция твердой и жидкой фаз при кристаллизации лигатуры, приводящей к химической неоднородности за счет ликвационных процессов ухудшения процесса грануляции материала лигатуры, а в конечном итоге - чувствительности лигатуры к гидратации и самопроизвольному распаду ее отдельных структурных составляющих при хранении или при транспортировке.
Существенную роль в группе заявленных элементов играет молибден. В указанных концентрациях и отношениях к группе элементов наблюдается активное влияние на его "чистоту" границ фазовых составляющих лигатуры и границ зерна стали и чугуна. Молибден "блокирует" границы фазовых и структурных составляющих от выделения вредных примесей, содержащих серу и фосфор, а также способствует образованию карбидных и нитридных фаз не на границах зерна в чугунах и сталях, а в их объеме на дефектах типа "дислокации", "плоскости скольжения" и т.п. Повышение содержания молибдена выше заявленных концентраций нерационально по технико-экономическим показателям и поставленным задачам предлагаемого состава лигатуры.
Заявленный химический состав содержит различные предельные, по сравнению с известной лигатурой, концентрации никеля, углерода, кремния, а также повышенное "нижнее" содержание меди и "верхнее" содержание хрома. Введение указанных концентраций в сплав никеля, меди и хрома приводит к заметному снижению температуры плавления сплава, что увеличивает его перегрев перед выпуском, уменьшая его химическую неоднородность, и позволяет использовать расплав лигатуры при внепечной обработке жидкой стали и чугуна, что позволяет экономить расходы на технологическое тепло.
Главное, однако, состоит в том, что медь, никель и хром уменьшают активность элементов, склонных к ликвации, например, кремния и фосфора в сплаве, сдерживая развитие фронтальной или дендритной и карбидной ликвации этих компонентов при его кристаллизации. С другой стороны, уменьшение активности элементов типа фосфора в лигатуре уменьшает вероятность образования (при наличии влаги) в объеме сплава газообразного PH3, который выделяясь из расплава, разрушает его с образованием большого количества некондиционной мелочи.
Важным моментом является тот факт, что увеличенное содержание никеля, меди при повышенном содержании кремния повышает вязкость сплава и резко уменьшает его рассыпаемость. Повышенная, по сравнению с известной, концентрация в лигатуре хрома и никеля при наличии меди дает возможность расширить область ее использования для производства чугуна и сталей различного класса назначения: от малоуглеродистых низколегированных, качественных конструкционных до аустенитных коррозионностойких и жаропрочных сталей, чугунов и сплавов.
В целом заявленный уровень химических компонентов лигатуры способствует выравниванию фазового и структурного состава получаемого легирующего материала при производстве его в виде гранул, уменьшению его потерь при выплавке (за счет технологичности материала) и угара химических элементов лигатуры при использовании ее для легирования стали и чугуна; способствует сохранению физических и гранулометрических характеристик (размер, плотность, прочность и т.д.) при длительном хранении лигатуры.
Сопоставительный анализ заявленного и известного составов лигатур показывает, что предлагаемая композиция характеризуется совокупностью существенных признаков, а именно, отличием качественного содержания ингредиентов (никель, кремний, углерод), структурным отношением ингредиентов и дополнительным содержанием молибдена (качественный состав) - все это является достаточным для достижения поставленной задачи и обеспечиваемого изобретением технического результата. Таким образом предлагаемое изобретение соответствует критерию "новизна".
Анализ патентной и научно-технической информации не выявил использования совокупности существенных признаков, используемых в предлагаемом решении, по их функциональному назначению для достижения поставленной задачи. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".
Примеры выполнения:
В лабораторных условиях в 50 кг индукционной печи выплавлены сплавы различного химического состава известной лигатуры (табл. 1 поз. N 1) и сплавы заявленной лигатуры оптимального и запредельных составов. В таблице 2 приведены сравнительные результаты технологических и эксплуатационных свойств конкретного состава лигатуры и стали, выплавленной с ее использованием. Анализ экспериментальных данных указывает на то, заявленный состав лигатуры обеспечивает достижение поставленной задачи изобретения. В промышленных условиях в электропечи выплавлена лигатура заявленного состава (табл. 1 поз. N 13). Лигатура в гранулированном виде поставлена на Челябинский тракторный завод и использована для выплавки высококачественного серого чугуна для отливок металлоемких (0,5 тн), сложной конфигурации и разностенных деталей блока двигателя трактора.
В лабораторных условиях в 50 кг индукционной печи выплавлены сплавы различного химического состава известной лигатуры (табл. 1 поз. N 1) и сплавы заявленной лигатуры оптимального и запредельных составов. В таблице 2 приведены сравнительные результаты технологических и эксплуатационных свойств конкретного состава лигатуры и стали, выплавленной с ее использованием. Анализ экспериментальных данных указывает на то, заявленный состав лигатуры обеспечивает достижение поставленной задачи изобретения. В промышленных условиях в электропечи выплавлена лигатура заявленного состава (табл. 1 поз. N 13). Лигатура в гранулированном виде поставлена на Челябинский тракторный завод и использована для выплавки высококачественного серого чугуна для отливок металлоемких (0,5 тн), сложной конфигурации и разностенных деталей блока двигателя трактора.
Изготовление лигатуры в промышленности и использование ее для изготовления деталей тракторостроения затруднений не вызывает, получены требуемый уровень технологических и эксплуатационных характеристик.
Источники информации:
1. Авт. свидетельство N 1461022.
1. Авт. свидетельство N 1461022.
2. Патент РФ N 2020182.
3. Патент РФ N 2017853.
Claims (1)
- Лигатура, содержащая медь, никель, хром, марганец, алюминий, кремний, углерод и железо, отличающаяся тем, что дополнительно содержит молибден при соотношении компонентов, мас.%:
Медь - 7 - 45
Никель - 1,2 - 30
Хром - 0,15 - 30
Марганец - 0,20 - 0,50
Алюминий - 0,05 - 0,50
Кремний - 0,15 - 1,5
Углерод - 0,05 - 1,3
Молибден - 0,1 - 0,5
Железо - Остальное
при соблюдении условий C + Si + Al + Mn + Mo ≤ 2,5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98106439A RU2135620C1 (ru) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | Лигатура |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98106439A RU2135620C1 (ru) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | Лигатура |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2135620C1 true RU2135620C1 (ru) | 1999-08-27 |
Family
ID=20204427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98106439A RU2135620C1 (ru) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | Лигатура |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2135620C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103421979A (zh) * | 2013-08-27 | 2013-12-04 | 苏州长盛机电有限公司 | 铬铜合金 |
-
1998
- 1998-03-25 RU RU98106439A patent/RU2135620C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103421979A (zh) * | 2013-08-27 | 2013-12-04 | 苏州长盛机电有限公司 | 铬铜合金 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110029267B (zh) | 球墨铸铁 | |
US4290805A (en) | Method for obtaining iron-based alloys allowing in particular their mechanical properties to be improved by the use of lanthanum, and iron-based alloys obtained by the said method | |
Kopyciński et al. | Analysis of the structure and abrasive wear resistance of white cast iron with precipitates of carbides | |
US2762705A (en) | Addition agent and process for producing magnesium-containing cast iron | |
Kim et al. | Optimization of the process parameters affecting the microstructures and properties of compacted graphite iron | |
Zhuchkov et al. | Physicochemical characteristics, production and application of boron-bearing complex ferroalloys | |
RU2135620C1 (ru) | Лигатура | |
US10844450B2 (en) | Black heart malleable cast iron and manufacturing method thereof | |
RU2149914C1 (ru) | Чугун | |
Bihari et al. | Effect on the mechanical properties of gray cast iron with variation of copper and molybdenum as alloying elements | |
JP2000026932A (ja) | 球状黒鉛鋳鉄品 | |
EP0041953A1 (en) | PRODUCTION OF CAST IRON WITH VERMICULAR GRAPHITE. | |
US20240247346A1 (en) | Ferrosilicon vanadium and/or niobium alloy, production of a ferrosilicon vanadium and/or niobium alloy, and the use thereof | |
TWI707960B (zh) | 矽系合金、其製造方法及此種合金之用途 | |
SU1723180A1 (ru) | Чугун | |
US1578044A (en) | Method of purifying molten metals | |
RU2007492C1 (ru) | Сплав для раскисления и легирования стали и чугуна | |
RU2149913C1 (ru) | Чугун | |
US2370364A (en) | Alloy steel process | |
SU1705395A1 (ru) | Чугун | |
US3318691A (en) | Process for producing castings from an iron alloy containing silicon | |
US228615A (en) | Charles j | |
Janerka et al. | Various aspects of application of silicon carbide in the process of cast iron Melting | |
US2940879A (en) | Production of austenitic steel alloys | |
US1003805A (en) | Method of treating ferro metals. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080326 |