Способ получения сплава на марганцевой основе, содержащего медь и никель

Способ получения сплава на марганцевой основе, содержащего медь и никель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: черная металлургия, а именно производство сплава для активной составляющей термобиметаллов в вакуумной индукционной печи. Целью изобретения является улучшение качества термобиметаллов за счет повышения уровня термочувствительности и механических свойств его активной составляющей, преимущественно на основе марганца типа 75ТНД. Сущность: плавление производят в вакуумной индукционной печи в безокислительной атмосфере при создании давления в плавильной камере 180-600 мм рт.ст., а раскисление ведут в две стадии: предварительное AI в количестве 0,01-0,1 % и окончательное - церием в количестве 0,03-0,1 % от массы шихты. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 С 1/02, 22/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4827128/02 (22) 21.05.90 (46) 07.01.93. Бюл. Иг 1 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им, И.П,Бардина (72) О,Ф.Аксенов, Ф.Б.Улановский, А.И.Иванов, Л,И,Донец, А,А,Кугушин и В.А.Суворов (56) Патент США М 34131457, кл. С 22 С 22/00, 1978. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВА HA

МАРГАНЦЕВОЙ ОСНОВЕ, СОДЕРЖАЩЕГО МЕДЬ И НИКЕЛЬ (57) Использование: черная металлургия, а именно производство сплава для активной

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству сплава для активной составляющей термометаллов в вакуумной индукционной печи, и может быть использовано в цехах металлургических заводов.

Известен способ выплавки сплава для производства активной составляющей термометаллов на основе марганца в открытой индукционной печи с использованием криолитового шлака с целью рафинирования металла.

Недостатком указанного способа является загрязненность металла неметаллическими включениями (объемный процент составляет 0,21%), пленками (8% — 15% на

1 дм ), а также повышенное содержание кислорода (0,02 — 0,03% по массе), Кроме того, применение при выплавке криолитового шлака приводит к необходимости использования мощной вытяжной системы для улавливания отходящих газов и их последующей

„„ЯЛ „„1786163 А1 составляющей термобиметаллов в вакуумной индукционной печи. Целью изобретения является улучшение качества термобиметаллов за счет повышения уровня термочувствительности и механических свойств его активной составляющей, преимущественно на основе марганца типа

75ТНД. Сущность: плавление производят в вакуумной индукционной печи в безокислительной атмосфере при создании давления в плавильной камере 180 — 600 мм рт.ст., а раскисление ведут в две стадии; предварительное Al в количестве 0,01 — 0,1% и окончательное — церием в количестве 0,03 — 0,1% от массы шихты. 1 табл. очистки с целью обеспечения безопасности работающих и экологической чистоты.

Наиболее близким по достигаемым результатам — прототипом является способ получения активной составляющей с последующим рафинирующим переплавом металла открытой выплавки в установке ЭЛП, Указанный способ заключается в следующем. Предварительно выплавленный в открытой индукционной печи металл активной составляющей термометаллов с целью рафинирования переплавляют С условиях вакуума. Переплав включает оплавление заготовки и стекание металла в промежуточную емкость, откуда металл поступает в кристаллизатор.

Недостатком данного способа являются нестабильность химического состава изза значительного угара основного сплава (до 10 абс. % no массе) и, как следствие, снижение уровня и увеличение разброса физико-механических свойств термобиметаллов.

1786163

Физико-механические свойства

Г

Оргия выпуска металла пос1„

Атмос" Л

Поте ри на испарение

Раскисление

Пример

Содернание оа. по массе

06ъечный нВ аален»е

Фере в плавила" лечи иой камеУдлинение

Ударная вязкость, да/мз

Удельный Предел изгиб прочА 1О К ности, ! Кда окончательп редев ри" тельное пе оконч. раск.,мин мм рт. ст.

6! 0

1ЕО

5.10

45 гЕ

46 29

46 30

43 31

42 23

44 30

46 29

45 29

42 32

41 21

1Е,5 450

19, 2 460

19, О 460 !

S,o 440

18,2 450

19,1 500

19,2 490

20,1 490

18,0 460

1Ь,! ьjO

17,8-18,1 440

2,4

1„9

3,1 l, 7

2,3

1,9

3,3

1,0 6,3-Е, 4

3 0,06

5 0,05

4 0,07

2 0,14

6 0,09

3 0,04

5 0,05

4 О,o7

2 ° 0,13 .6 0,08 J, 11

О, 030

О, 021

О, 025

0,050

0,021

0,015

0,020

0,023

0,050

0,019

0,005

0,03; Се

0,05-. Се

О, 02."„Св

О, 15 Се

О, 03» Се

О.1-. Се

0,052Се

О, 024 Се

О, 152Се

О, 012 А1

0,05» Л1

0,005;.

О,! 52

О, 014

0,14 А1

0,054

0,005ь

0 15к1 Аргон

3

5

6 Азот

7 -нll

11 Ог.<уун (ОИП -. ЭПП1 (прототип) Целью изобретения является улучшение качества металлопродукции за счет повышения уровня термочувствительности и механических свойств активной составляющей преимущественно на основе марганца 5 типа 75ГНД.

Указанная цель достигается тем, что выплавку сплава для производства активной составляющей термометаллов на основе марганца, легированного никелем и медью, 10 включающую загрузку шихты, ее расплавление, рафинирование, микролегирование и комплексное предварительное и окончательное раскисление, согласно способу производят в вакуумной индукционной печи 15 в атмосфере инертного газа или азота при давлении их в плавильной камере 180 — 600 мм от.ст. Раскисление ведут в две стадии, включающие предварительное — алюминием в количестве 0,01 — 0,1% — после расплав- 20 ления 90-100% шихты и окончательное— церием 0,03 — 0,1% от массы шихты за 3 — 5 минут до выпуска металла из тигля.

Предлагаемым способом получения активной составляющей. термобиметаллов 25 обеспечивается содержание в готовом металле неметаллических включений не более

0,08%, отсутствие плен, содержание кислорода 0,01 — 0,015 % по массе.

Сопоставительный анализ заявляемого 30 решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что плавление производят в вакуумной индукционной печи в атмосфере инертного

, хаза или азота при его давлении в плавиль- 35 .,ной камере 180 — 600 мм рт.ст„а раскисле"ние ведут в две стадии, включающие

".предварительное - "алюминием (3 количестве 0,01-0,1% и окончательное — церием в количестве 0,03 — 0,1 от массы шихты, Таким 40 : образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна", При изу чении других известных технических решений в данной области техники, признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому решению техническое соответствие критерию "существенные отличия".

B таблице приведены примеры выплавки активной составляющей по различным вариантам в вакуумной индукционной печи и переплав металла открытой выплавки в уста нов ке ЭЛ П (и рототи и).

Пример. Выплавку сплава 75ТНД для активной составляющей термобиметаллов проводили в 50-килограммовой вакуумной индукционной печи (ВМП) ибальцерси по 10 вариантам по следующей технологии: в тигель загружали медь, никель, марганец, в дозатор — алюминий и церий, Печь откачивали до остаточного давления 4 10 мм рт.ст.

Плавление шихты осуществляли под заданным давлением 170 — 610мм рт,ст. аргона или азота (см, таблицу). После расплавления до 90 — 100% шихты проводили предварительное раскисление металла алюминием в количестве 0,01...0,15% по массе.

Так при массе шихты 50 кг Al потребовалось 50 г, церия — 100 г, После усвоения алюминия, подогрева металла до 1200 С и его выдержки при указанном давлении втечение 2 — 6 мин расплав окончательно раскисляли и микролегировали церием в количестве 0,02-0,15% по массе и разливали в изложницу.

Формула изобретения

Способ получения сплава на марганцевой основе, содержащего медь и никель, включающий плавление компонентов шихты в среде азота, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств сплава, плавление осуществляют в вакуумной индукционной печи при давлении паров азота 180 — 600 мм рт.ст. с последующим раскислением в две стадии алюминием в количестве 0,01 — 0,10 и церием в количестве 0,03-0,10% от массы шихты.