Способ модифицирования сталей и сплавов

Способ модифицирования сталей и сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЙИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пi) 540925

Союз СоветскихСоцналнстнческнх

Республик с..2Л с Я .

cgais < (51) М. Kл С 21 00

1С 1/00 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.12.75 (21) 2300796/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.76. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 24.01.77

Государственный K0MkTBT

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УД К 669 046(088.8) (72) Авторы изобретения И. Н. Мелькумов, В. В. Топилин, И. С. Прянишников, Т. С. Савельева, Л. С. Булавина, M. М. Клюев и В. С. Тальянцев (71) Заявитель (54) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ

1: (1 — 5).

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к технике получепия высоколегированных сталей и сплавов.

Известен способ введения щелочноземельных (ЩЗМ) металлов в сталь в период рафинирования в течение 5 — 60 мин с последующей выдержкой металла в печи (1). По этому способу щелочноземельные металлы, вводимые в электропечь в период рафинирования, растворяются в расплаве, образующиеся продукты раскисления всплывают в шлаке. Модифицирующее влияние ЩЗМ заключается в снижении загрязненности стали кислородом и неметаллическими включениями.

Известен способ модифицирования сталей и сплавов путем одновременного введения в сплав редкоземельных металлов (P3M) и лантана в соотношении (вес, ч.) 100: 80 соответственно (2).

Недостатком известных способов является низкая технологическая пластичность металла, особенно слитков крупного развеса, пониженная пластичность и вязкость в служебных условиях, неоднородность физико-механических свойств, обусловленные повышенной дендритной ликвацией и пограничным выделением карбидов.

Цель изобретения — повышение технологических и служебных характеристик высоколегированных сталей и сплавов.

Для этого в расплав, предварительно рас5 кисленный ЩЗМ и/или редкоземельным металлом (РЗМ), вводят один или несколько лантаноидов за 5 — 15 мин до выпуска металла из печи. Суммарное количество лантанопдов должно быть в пределах 0,01 — 1,0% от

10 веса шихты, а соотношение между суммой введенных ЩЗМ и/или Р3М и лантаноидами

Введение лантаноидов предотвращает зер15 нограничное выделение карбидов в процессе кристаллизации металла в изложницах, образует более тугоплавкие химические соединения с вредными примесями. Модифицирующее влияние лантаноидов проявляется также

20 в повышении степени дисперности дендритного строения при формировании структуры и уменьшении химической неоднородности металла.

Воздействуя на вышеуказанные факторы, 25 лантаноиды способствуют устранению склонности металла к горячим трещинам, повышению и однородности технологических и служебных свойств сталей и сплавов.

540925

Таблица 1

Механические сволства при нормальнол температуре

5 Технология выплавки о В, к г/мм оо>а кг/мм о о

Предлагаемая

Известная

137

120

126

15

Таблица 2

Ударная вязкость (кгм, см ) при температуре, С

Технология выплавки

1100

1150 1200

37,6

14,0

5,0

Предлагаемая

25 Известная

1,75

10,8

4,1

Формула изобретения

И. Чепикова

Составитель

Корректор А. Степанова

Техред А. Камышникова

Редактор О. Юркова

Заказ 2948/13 Изд. № 1919 Тираж 654 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 пр. Сапунова, 2

Типография, Количество вводимых в расплав лантаноидов определяется химическим составом выплавляемого металла и конкретными технологическими условиями выплавки, разливки и последующего вторичного переплава и находится в пределах 0,01 — 1,0%.

Предельно допустимое суммарное количество лантаноидов, вводимых в металл, обусловлено отрицательным влиянием избыточной концентрации этих элементов, связанной с ограниченной распворимостью их в сталях и сплавах. Малая растворимость в твердом растворе и относительно низкая температура плавления лантаноидов приводит в случае избытка их к резкой потере пластичности и . деформируемости сталей и сплавов подобно влиянию вредных примесей цветных металлов, серы и др.

Пример. Завалку, расплавление шихты, раскисление и доводку в дуговой печи проводят по существующей технологии. После введения металлического кальция плавку ведут по предлагаемому способу. В печь за 10 мин до выпуска металла вводят металлический лантан по расчету на 0,10%, за 5 мин до выпуска вводят металлический неодим по расчету на.Q, 10%. Плавку разливают на УПНРС в электроды диаметром 190 мм и переплавляют на установке электрошлакового переплава в кристаллизаторе (диаметр 700 мм) с получением слитков весом до 4,5 т. Металл всех плавок подвергается горячей деформации на прессе и молотах и показывает высокую технологическую пластичность.

На плавках, выплавленных по разработанной технологии, никаких замечаний нет, тогда как на слитках обычной выплавки наблюдаются поверхностные дефекты в виде термических трещин и пониженная технологическая пластичность, На плавках, выплавленных по разработанной технологии, выход годного на

12 — 15% выше обычных плавок. Прочностные свойства возрастают на 10 — 15 кг/мм против обычных, а ударная вязкость при температурах — 19б С повышается в 2 — 3 раза (с

2,5 до 8,5 кгм/см ).

Результаты сравнительных испытаний представлены в табл. 1.

Аналогичные преимущества были получены при выплавке по предлагаемому способу высоколегированного сплава ХН б5 ВМБЮ.

Результаты сравнительных испытаний на ударный изгиб при температурах 1100—

1200 С, характеризующие деформ ационную способность сплава, представлены в табл. 2.

Испытания сварных соединений показали, что сплав, выплавленный по предлагаемой

30 технологии, обладает удовлетворительным комплексом механических свойств, имеет достаточно высокую стойкость против образования трещин при сварке.

Ожидаемый экономический эффект от внед35 рения изобретения составит около 50 тыс. руб.

Способ модифицирования сталей и спла40 вов, включающий ввод в расплав редкоземельных металлов и лантаноидов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения служебных и технологических характеристик сталей и сплавов, лантаноиды вводят в рас45 плав предварительно раскисленный редкоземельными и/или щелочноземельными металлами, за 5 — 15 мин до выпуска в суммарном количестве 0,01 — 1,0 от веса садки при соотношении между суммой редкоземельных

50 и/или щелочноземельных металлов и лантаноидами 1: (1 — 5).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. № 435290, кл. С 21С 7/00, 1972.

55 2. Патент Австрии № 2б0557, кл. 40b 10 (С 22С), 19б8.