Сплав для раскисления и легирования стали

Сплав для раскисления и легирования стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержащий кремний , марганец, углерод, алюминий, фосфор, азот, титан, кальций и. железо, отличающийся тем, что, с целью снижения угара легирующих элементов . и повышения хладостойкости стали, он дополнительно содержит хром, ванадий и магний при следующем соотношении компонентов, мае. %: 5-20 Кремний 0, Марганец Углерод 0.5-2,5 0,05-5,0 Алюмпяяй Фосфор 0,1-1,0 0,005-0,2 Азот Тятан 0,5-10 Каяыв 0,005-1,0 Хром 0,1-5,0 Ванадий 0,1-5,0 Магний 0,005-0,5 Железо Остальное

COOS QOBETCH!4X

ЭФФИ

РЕСПИзЛИМ!!Щ) С 22 С 35 00 (2 l ) 3658344/22-02 (22) 03 1.83 . (46) 07 !!.84. Бюя. И 4! (72) Э. Я. Сндельковский, В. С. Ыекалев, В. В. Скринчеяко, О. Н. Кокареико, В. А. Глушенко, В. Г. Гамбург, И. Т. Рябов, В. Я. Кириченко, М. А. Рмсс, В. Т. Ивашинников, Н. М, Бурков и Б. А. Калугин (7!) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов н Чусовской металлургический завод (53) 669, 3-198 (088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР !

Р 406938, кл. С 22 g 35/00, !973.

2. Авторское свидетельство СССР и 7!5636, кл. С 22 С 35/00, 1978. (54) (57) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И

БЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержащий кремний, марганец, углерод, алюминий, фосфор, азот, титан, кальций и. железо, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения угара легирующях элементов,и иовмшения хл достойкостн стали, он дополнительно содержит хром, ванадий н магний ври следующем соотяошеяии комлонеитов, мас. %:

Кремний

Марганец

Углерод

Алюминий

Фосфор

Азот

TgTREt

Кальций

Хром

Ванадий

Магний

Железо

5-20

0,2-2,5

0,5-2,5

005-5 0

01 10

0,005 — 0,2

0,5-!О

0,005-1 0

0,1-5,0

О,!-5,0

0,005 — 0,5

Остальное

1!22732

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к составам сплавов, ислольэуемых для раскисления и легирования стали.

Широко известно применение стандартных, например, кремнистых сплавов для раскисления и легирования стали.

Недостатками этих сплавов являются большие потери ведущего элемента при раскислении и высокий расход скрапа, требуемого для получения стали. !0

Известен спчав f1} для раскисления и леги-. рования чугуна и стали, содержащий, мас. %:

Кремний 17-22

Фосфор 1,S-2,0

Углерод 0,5 — 1,3 !5

Марганец 0,3-1 0

Алюминий 0,3-1,0

Железо Остальное

Недостатками сплава являются высокий угар легирующих элементов и сравнительно низкая хладостойкость стали, раскисленной этим сплавом.

Кроме того, сравнительно высокое содержание в известном сплаве фосфора существенно ограничивает сферу его использования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является сплав (2) для легирования чугуна н стали, содержащий, мас. %:Кремний 8 -20, Марганец 0,4-2,5

Углерод . 0,5-2,5

Алюминий 0,05 — 8,0

Фосфор 0,1-1,0

Азот 0,005 — 2,0

Титан 1 — 8

Кальций 0,001 — 0,1

Железо Остальное

Однако и этот сплав вследствие неоптимального соотношения составляющих его компонентов не позволяет получить необходимых свойств легируемого металла, в частности хладостойкости, и, кроме того, ие обладает в достаточной мере рядом свойств, приводящих в совокупности к снижению угара компонентов сплава при легировании им металла. Так, в частности, on плохо поддается дроблению, что приводит к необходимос-50 ти использования крупногабаритных кусков сплава, а это затягивает время его растворения, повышая окислеиность легируемого металла и возможности скисления легирующих примесей. С целью снижения угара легиру- 55 ющих компонентов представляется целесообразным дальнейшее улучшение отдельных физико-химических характеристик сплава (температуро- н теплопроводности, активности компонентов и др.).

Цель изобретения — снижение угара легирующих элементов и повышение хладостойкости стали.

Цель достигается тем, что сплав, содержащий кремний, марганец, алюминий, углерод, фосфор, азот, титан, кальций и железо, дополнительно содержит хром, ванадий и магний ири следующем соотношении компонентов, мас. %:

Кремний 5 — 20

Марганец 0,2-2,5

Алюминий 0,05 — 5,0

Углерод 0,5-2,5

Фосфор 0,1 — 1,0

Азот 0 005 — 0,2

Титан 0,5 — 10 0

Кальций 0 00S — 1,0

Хром 0,1-S,Î

Ванадий 0,05 — 5,0

Магний 0 005 — 0,5

Железо Остальное

Входящие в состав предложенного спла- . ва компоненты, имечлциеся в известном сплаве, выполняют ту же функцию.

В то же время для увеличения возможностей образования нитРндов и карбонитридов, способствующих иэмельчению зерна и некоторому упрочнению стали с повышением ее хладостойкости, которое при применении известного сплава достигается преимущественно образованием в стали нитридов титана и алюминия, в предлагаемый сплав вводится хром н ванадий. Эти компоненты, также как и титан, способствуют образованию в стали карбидов и карбонитридов, вызывающих эффект дисперсионного твердения, которое при повышении прочности стали может несколько даже понизить хладостойкость. Однако .при применении предлагаемого сплава преобладающим является фактор, способствующий повышению пластических и вязких свойств легируемой стали.

Это вызвано не только введением в сплав хрома и ванадия, но и дополнительным введением в сплав магния, увеличивающего активность азота в предлагаемом сплаве.

Основное преимущество дополнительного введения в сплав хрома, ванадия и магния при предлагаемом соотношении компонентов заключается в том, что они существенно снижают активность кремния и титана s сплаве, уменьшая степень их окисления. Это снижает . угар этих компонентов при легировании, способствуя уменьшению расхода ферросплавов. так как повышается раскисляющая способность сплава.

1122732

Таблица 1

Содержание мас.%:

Li l !. ) Использованный сплав

)ип (с

Ферросилиций

ФС вЂ” 45 (базовый вариант) 46 1

Известный

0,62 0,3 0,8 0,04 0,006 — Остальное

12,4 1,4 1,2 2,4 0,5 0,2

2,4

0,006

4,5 0,1 0,4 0,04 0,08 0,004 0,4

0,003 0,09 0,03

0,005 0,1 0 05

0,04 0,61 0,74

0,003

5,0 0,2 2,5 0,21 .0,1 0,005 0,5

0,005

11 4 1,2 2,0 005 0,24 0,1

1,8

0,16

Предлагаемый

8,6 1,6 1,6 2,1 0,37 004 2,1

0,02 1,24 0,48

0,26

14,2 2,5 0,82 0,2 5,2 1 0 3,46 3,97

0,12

0,51 5,0 5,0

1,1 5,1 5,1

20,0 2,1 0,5 5,0 1 0 0,08 100

205 2,6 2,6 51 1 1,0,22 101

0,5

0,52

В состав предлагаемого сплава могут входить в незначительном количестве другие элементы, например N i, S, Cu, которые являются примесями и не оказывают заметного влияния на достижение цели изобретения. Они могут попадать в сплав из шихтовых материалов, используемых для его получения.

Предлагаемый сплав поддается дроблению, имеет сравнительно высокую тепло- и температуропроводность, достаточно быстро раство- 1р ряется в стали, а нри его использовании реа-. лизуется положительный эффект комплексного легирования, что вместе взятое заметно снижает угар легирующих, вводимых дополнительно. 15

Пример. Соотношение компонентов в сплаве отрабатывалось экспериментально при выплавке в !00 т промьцпленной печи стали марки 17Г1С.

При выплавке этой стали по базовому варианту предварительное раскисление металла проводят 45%-ным ферросилицием и силикомарганцем из расчета введения в сталь 0,2—

0,4% кремния и 0,6 — 0,8% марганца.

Предлагаемый сплав получают сплавлепием бедных сглавов, содержагднх один нлн несколько легирующих элементов илн восстановлением в рудовосстановнтельной печи комплексных руд, например титано-магнетитов.

В опытных плавках предварительное раскисление стали осуществляют известным и предлагаемым сплавами. Их состав приведен в табл. 1, а полученные при их использовании показатели — в табл. 2.

Из данных табл. 2, следует, что выплавка стали с применением предлагаемого сплава позволяет по сравнению с известным снизить расход лома путем увеличения объемов присадки бедного сплава ио кремнию и марганцу, угар легирующих и повысить хладостойкость стали, а снижение содержания кислорода в стали ведет к улучшению раскисляющей способности сплава.

Экономический эффект от использования сплава на ожидаемый объем его потребления (4000 т) составит 350 тыс. руб. в год.

3122732

Таблица 2

Хиюаиюский состав готово)3 стали, мас.% Угарлегирующих э

Сг

0,16 108 10& Оф2 — 0,007

0,6052 З4,3 38,6 — — — 85

0,15 3,25 1,04 0;0330,02 0035

0,0046224 23,5 25,3 - — 64 048

0,33 1,24 3,04 0,01 0006 Оф08 0,07

0,003 Оф043 38,3. 19,2 20Р 33,6 11,1 59

0,59

0,004 О,ООЗЗ 35,2 32,7 )5,2 10,2 8,4 50

0,62

0,18 ),ЗЗ 3,06 0,035 001 0,007

0,08

0,36 1,38 305 0,035 0,02 0,035 0,33 0,023 0,002914,7 15,2 35,4 10,4 9,3 42

0,68

0,36 139 1,06 О,ОЗ 6,02

Ф,14 l, 03 0,021 О, 0,0028 36,7 35,1 14,0 8,5 9,5 54 0,75

033 1,40 1,)1 0,04 0,05

0,38 343 3,06 0,04 004

0,58

Редактор А. Козориэ

Заказ 8304/25 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открынй

313035, Москва, Ж-35, Раушскаа иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

С ВЬ Si

0010 0,18 0,035 О,ООЗО35,3 334 167 9,8 8,3 48 1,04

0,034 0,48 0,064 0002432,8 36,З 13Д 8,6 108 49 0,64

0,023 0,47 0,06З О,ООЗ617,2 38.,1 17,5 10,9 11,5 SS

Ь

Составитель H. Шепитько

Техред А. Бабинец Корректор Е, Сирохман