Сплав для легирования стали

Сплав для легирования стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:,,: ",.

Н АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ьй,)ф вф; (2)) 370830)/22-02 (22) 09.01.84 (46) 07.04.86. Бюл,)) - 13 (7!) Научно-производственное объединение Тулачермет" (72) А.С. Шаповалов, F,.È. Оськин, С.M. Голодов, Ю.А. Данилович

О

В,С. BQJIKOB (53) 669.15=198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 638626, кл. С 22 С 35/00, )978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 246861, кл. С 22 С 35/00, 1979. (54) (57) СПЛАВ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержащий ванадий, марганец, кремний, хром, углерод, азот и железо, отличающий с я тем, что, с целью получения высокого содержания азота в литом состоянии, а также повышения степени усвоения легирующих элементов в стали, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.7:

Ванадий 35,1 — 55,0

Марганец . 0,5-40,0

Кремний 0,5-14,0

Хром 0,01-5,0

Углерод 0,01-0,49

Азот 1:Π— 3,9

)t:,åëåço Остальное

1222700

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов ванадийсодержащих сплавов для легирования стали.

Целью изобретения является получение высокого содержания азота в сплаве в литом состоянии, а также повышение-степени усвоения легирующих элементов в стали.

По сравнению с известным в предла- 16 гаемом сплаве интервалы значений углерода и кремния сужены, отсутствует алюминий, содержание ванадия вьппе, а углерода ниже.

Предложенное соотношение ингреди- 15 ентов обусловливает высокую нитридообразующую способность сплава, что позволяет насыщать его азотом путем продувки газообразным,а отом исходного сплава в жидком состоянии и по- 2О лучить азотсодержащий сплав в литом виде. Азотирование сплава в жидком виде упрощает аппаратурное оформление процесса азотирования.

Готовый продукт представляет со- 25 бой литой компактный материал.

Сплавы данного состава (безазотистые) выплавляют в 50 кг: электродуговой печи силикотермическим восста= новлением элементов из шихты, вклю-, 30 чающей техническую пятиокись ванадия, окись хрома, металлический марганец, кристаллический кремний, железную стружку (марки КК) и известь.

Жидкий металл продувают в футерованных изложницах через пористое днище азотом в процессе охлаждения сплава от температуры разливки 17601780 С до полной кристаллизации слито ка, 40

Составы полученных сплавов приведены в табл.t. Для сравнение получены сплавы 1,2 и 3, взятые в качестве известных, и сплавы 4 и 8, у которых соотношение компонентов выходит за укаэанные пределы. Сплавы 1 и 2 получены путем предварительного.измельчения до фракции -0,2 мм и последующего твердофазного насыщения их азотом при 1200 С. Сплавы 3-8 получены о путем жидкофазного насыщения азотом.

Наиболее благоприятное влияние на степень насыщения сплава азотом оказывает ванадий, затем марганец и хром. Углерод, кремний и алюминий. снижают нитридообразующую способность сплава. Верхний предел по со- держанию азота в сплаве может быть достигнут при максимальном содержании в нем ванадия и минимальном углероде (сплав 9).

В известных сплавах (1,2 и 3)требуемая концентрация азота может быть достигнута только путем твердофазного насыщения. Готовый продукт прн этом в процессе нась щения азотом не спекается и представляет собой порошкообразный материал фракции -0,2 мм.

При этом в литом азотированном сплаве известного состава (сплав 3), а также сплаве 4 не может быть достигнута требуемая концентрация азота и она составляет всего 0,4% для сплава 3 и 0,5% для сплава 4. Это обстоятельство не позволяет использовать указанные сплавы для легирования стали.

Таким образом, предложенный сплав (5-8) в отличие от известного может быть изготовлен в питом виде и представляет собой комцактный материал плотностью 6,8-7,2 г!см и с т.пл.

1380-1460 С, который при легировании стали погружается в металл.

Пределы содержания указанных компонентов найдены опытным путем и являются, оптимальными.

Прн: содержании ванадия менее 35,1% нитридообраэующая способность сплава резко снижается и требуемое количество азота не может быть достигнуто путем жидкофазного насыщения; При содержании ванадия более 55% сплав становится тугоплавким и утрачивает жидкоподвижность, что затрудняет его ь продувку, не позволяет получать однородный по составу металл и неизбежно приводит к снижению степени усвоения легирующих элементов в процессе легирования, Присутствие марганца в сплаве в указанных пределах необходимо как с точки зрения легирования стали марганцем, так и защиты ванадия от окисления, так как марганец в присутствии кремния является хоре"Чим раскислителем. Кроме того., марганец в значительной степени повышает нитридообразующую способность сплава, однако при содержании марганца в сплаве выme 40% снижается активность ванадия, при этом концентрация марганда в стали становится вьппе допустимой.;

Кремний при содержании его в сплаве в количестве 0,5-15,0% значительно снижает угар ванадия при легирова1222700 нии, кроме того, придает сплаву хрупкость.и понижает температуру плавления.

Высокое содержание кремния в сплаве (более 15X) нежелательно ввиду снижения активности азота. Снижение концентрации кремния в сплаве менее

0,57. приводит к повышенному угару ванадия при легировании. . Углерод в указанных пределах оказывает полезное действие, повышая хрупкость сплава и снижая температуру плавления. Однако содержание его в количестве 0,5Х и более недопустимо ввиду резкого снижения концентрации азота в сплаве. Кроме того, сужается область применения сплава ввиду ограниченного содержания углерода в стали.

Снижение концентрации углерода в сплаве менее 0,01Х нецелесообразно ввиду уменьшения хрупкости сплава и потери жидкоподвижности, а также ввиду технологических трудностей получеР ноя такого сплава.

При исследовании усвоения легирующих элементов полученных сплавов в процессе легирования ими азотсодержащей стали марки 14ГССАФ (трубная сталь для газопроводов в северном

1 исполнении) выявлено, что с понижением содержания азота в сплаве его усвояемость в стали возрастает (табл.2).

При содержании азота в сплаве ме; нее 17 не достигается требуемая его конip центрация в стали, в связи с этим сплавы 3 и 4 не использованы для ле гирования данной марки стали.

Как видно из табл.2, усвояемость ванадия и других элементов в процессе легирования стали значительно выше при использовании предложенного сплава в сравнении с известным.

Таким образом, использование изобретения позволяет упростить технологию

20 получение сплава {может быть получен путем жидкофазного насыщения сплава азотом), улучшить его технологические свойства (компактный азотсодержащий ванадиевый сплав, получают в литом виде, при легировании стали погружается в металл), а также повысить степень усвоения легирующих элементов.,1222?00

О О

Н . и Ф

О" О О

Р Р

О m

l" Ю

v ц

О.И

О ф Юф

f X 1

9 v

Д Г. ч в в в

Св) W) с0

1 (!

I

l Ф

1 j Рю о о. в ° л в с"1 <"ъ

1 I о а л в в о

С л! С4 в в

С 4

° л

1» 1

121 j ! g I .u

Св4 Гв в в в в с« ) Ch Р ) М!

Р Г=

Э I

Cf I! О!

1u

--4 а

0 Л в в в л0 с«1 M

<"1 в в

o o в о сл4 . л0 л0 в в

1 с 4 сЧ с>

О с»

Ц

4J ХЯ

1:1 4.1uv

IQ 1 3

Ф ф I !«

1.1

-! ".

1 «1! v! с 1 !

1 I о

I 0l1

1 X 1 — -.—

1 Ф!

«3

Ф 1 сб

l и Ж Ф Ф C >Ж

О О О О О

«0 CG С 4 О1 (в л0 л0 Г 0 л0 !

1 1 1

I

I о сч е

« в в

О с 1 с 1 св1 с0 о в в в в о о о о

О с4 O O

Ol в «

О СЧ И 0 ) Ю -Ф л ° в с/ } ф о о о о о о в в

Л с сО ) - о

)222700

1

1 с1 1 в

00

Ф о х

U О К0 01 о л а С В оо

Ch О\ СЛ сЬ л л л О 0 и « о î л х

О л о в О!

II

1I

1I

4 1! и

1I

I О о о л о о со

f о

6)

3„"

v о

Ю а о о о о о

° о о с ) сс) сГ\ о o o о о о л л л о o o 0 о

Ю о о л л о о о

Р1 у х

1 о ! с!

1

1I м

1 ь . л о

fA о

Е хф

l I1

1!! о х со

К

Е» сч къ л л сп л в ° ° о о о в с о в о л л о !

r. 1!

1 сч .о л оп о о о

Ю л л о о о

e o сл о

Ю л л л о о с

В °

ВФ о х сч х со о д

- о

o p, » и

О

Р )

О о сч О

-з о а а ф о о о л л о о О

M о

О

О Щ

Ch Ch о

° л Ю о о о

I

1

1

1 о о о с 1 л л л

» л о о о о о с>. с1 л о л

Cd

IcI

О В

Ф о х о z

0 Э

Р, 4

<У Ф td

I» Ц СО

О О О О О

cv сч м сч сч о о о о о

» »

О О О О О о о

cv сч о о л о о о

CV о

» о

» с 1 а о а л

10 1 с») а а м I

i»

Ф сч r % лл л Ф A сС Ch ф ф СЧ

ch ос Ф Ф 00

1 с ) с ) т сО 1 о а л о

О О О О О л л л

О О О О О

1 х

СЧ с» ) и Ql а О л оо

М >g с х (-ю о е

& Ц х

I А о v

m o со

Cd ъ