Способ выплавки быстрорежущей стали

Способ выплавки быстрорежущей стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсиии

Социалистическими

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о>??3085 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13. 03 ° 79 (21) 2736288/22-02 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 23.1080. Бюллетень 89 39 . Дата опубликования описания 23. 10. 80 (51)м. кл.

С 21 С 5/52

Гасударственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 669. ,046 (088. 8) В.Ф.Меркулов, К.К.Жданович, И.М.Мураховский, Н.A.Ïîíîìàðeâ, Н.В.Стеценко, A.È.Õèòðèê, С.И.Тишаев и И.Х.Кутуев

P2) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ

СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к электросталеплавильному производству.

Известен способ выплавки быстрорежущей стали, заключающийся в том, S что к металлу с температурой .15101540 С в процессе выпуска добавляют цирконий в количестве 0,09-0,11%, после чего производится выдержка металла в ковше в течение 5-8 мин (1). IO

Недостаток известного способа заключается в том, что время, необходимое для равномерного распределения в объеме металла, находящегося в ковше, незначительного количества-присаженного циркония, весьма ограничено низкой температурой выпускаемого металла, что не обеспечивает высокого качества выплавляемого металла.

Наиболее близок bio технической () сущности и достигаемому результату к предлагаемому способ, включающий р .плавление шихты,рафинирование метал. раскисление в печи алюминием, введение перед присадкой циркония азота 25 до получения его в металле в количестве 0,04-0,09% j2) .

Недостатками известного способа являются нестабильный уровень качест,ва получаемого металла, низкие вы- 30 ход годного и стойкость режущего инструмента, изготовленного иэ стали, выплавленной таким способом.

Цель изобретения - повышение качества металла и увеличение выхода годного

Поставленная цель достигается тем, что легирование ниобием в количестве

0,05-0,30% производят до введения азота присадкой на чистое зеркало металла после скачивания шлака с последующей выдержкой в течение 5-10 мин до присадки шлакообразующих.

Цирконий имеет большое сродство к кислороду (K=10 при 1600 C), поэтому его усвоение жидким металлом, а следовательно, повышение выхода годного и стойкости режущего инструмента нестабильны.

При присадке в быстрорежущую сталь ниобия его усвоение стабильно, так как он обладает низким сродством к кислороду (K=10 прн 1600 С) ° Кроме того, ниобий является сильным нитродообразующим элементом, поэтому при присадке в быстрорежущую сталь 0,050,30% ниобия и 0,04-0,09% азота образуется большое количество мелкодисперсных нитридов и карбонитридов ниобия, которые служат готовыми цент773085 рами кристаллизации. Вследствие этого при затвердевании быстрорежущей стали, выплавленной предлагаемым способом, получается более мелкое зерно и равномерное распределение карбидной фазы, что уменьшает степень дендритной ликвации, повышает технологическую пластичность стали и выход годного металла.

Кроме того, нитриды и карбонитри. ды ниобия задерживают рост зерна аустенита при нагреве быстрорежущей стали под закалку и ее можно нагревать на 15-20 С выше, тем самым уве.личивая легированность твердого раствора, что повышает теплостойкость быстрорежущей стали и стойкость из- 15 готовленного из нее режущего инструмента.

При присадке в металл менее 0,05% ниобия образуется незначительное количество нитридов и карбонитридов, 2О что не обеспечивает эффекта модифицирования. Увеличение количества присадки ниобия свыше О,ЗОВ приводит к увеличению не количества дополнитель ных центров кристаллизации, а к увеличению их размеров. Качество металла при этом не улучшается.

Ниобий труднорастворим в стали и имеет высокую температуру плавления (2470 С), поэтому его необходимо присаживать на чистое зеркало металла ЗО с последующей выдержкой до присадки шлакообразующих в течение 5-10 мин.

Присадка ниобия на чистое зеркало металла позволяет избежать его ошлакование и значительно увеличивает ско- 35 рость растворения.

Исследованиями установлено, что .время выдержки после присадки ниобия на чистое зеркало металла до присадки шлакообразующих должно быть в пре 4g делах 5-10 мин. В течение 5 мин навеска ниобия в количестве 0,05-0,30% успевает полностью погрузиться в металл, так как удельный вес ниобия (8,57 г/см) выше, чем у быстрорежущих сталей (8,2-8,3 г/см ).При снижении времени выдержки менее 5 мин часть ниобия не успевает погрузиться в расплав и ошлаковывается, что приводит к- увеличению его потерь. Уве« личение выдержки металла до присадки шлакообраэующих свыше 10 мин приводит к увеличению газонасыщенности стали и, как следствие, к снижению ее качества °

Пример. Быстрорежущую сталь

10РбИ5 выплавляют в 60-килограммовой индукционной печи.,:.После расплав= ления шихты, рафинирования и раскисления металла алюминием (О, 5 кг/т) скачивают шлак и на чистое зеркало металла присаживают ферфониобий на

0,03-0,40% ниобия (без учета угара).

После выдержки в течение 5-10 мин присаживают известь и плавиковый шпат, раскисляют металл алюминием (О, Змг/т) и присаживают аэотированный феррохром до получения в металле 0,040,09t азота. Сталь разливают на два

30-килограммовых слитка. Качество стали 10РБИ5, выплавленной по предлагаемому способу, сравнивают с качеством металла, выплавленного по известному способу. Из одного слитка изготавливают образцы для исследования пластичности металла методом горячего кручения, другой слиток куют на Ф 30 мм, иэ которого вырезают резцы

В таблице приведены результаты испытаний.

Как видно иэ таблицы, пластичность быстрорежущей стали 10Р605 выплав ленной по предлагаемому способу при температуре горячей деформации, иа

30-453, а стойкость изготовленных резцов на 20-30% выше аналогичных характеристик стали 10РбИ5, выплавленной по известному способу.

Производство быстрорежущей стали . предлагаемым способом позволяет ловысить качество выплавляемого металла, 1увеличить выход годного и улучшить служебные характеристики режущего инструмента.

773085

I

I

1

1 с

1

М I ехох хxоy

1:! Р Ф еюо0,XIÌ

О а) O Е<

1 I Е М ах

0 km

И0 С4Х4

O O rrr m X 0, I!I хюоомеюоа

>о! W0НОЫ! (б е

5ейо

1 !б1 о

»Ф л

1 о

g 1 Р3

Q1 Е н u

Х I Е<Ф

Х1 о! х

10 I Ц

0,! О (б I Х

П3 л

«

I о1оr!

1 х

63

I x

ХI

0 х е

1»» л

« о

Ul (Ч lA о о

« о о

Ю

« ь (Ч

« о ф л

« о с Ul о о

«с о. о

Ю

«

IeeO !

aOX!

1 «

1» о

«

\ о

Ю Ю л

1ееО

1 С4Р Х

1ОНЕ IA

1mÅÎ Ч

Аб х I о х ф о х

1б (б

1 ! Й о ! е

1 rrl

1 63

I Ж о о. о

И о х

I Ю

dr1O

1 Х с x

Я I о

Н 1

Х 1

Ф I Ю

Е I

Е1О

1 0)

О) 1 Е

1 е

g I

Х I и

Е I Х б1х

0,1 O

dr 1 Ы

Ц! I4

О1Х

О1

l Ы I ОЕ 1

1ЮХЕО 8&»VХ I.1

1Х1ОЕ

IЕХЕ0

1&Н Х

1 I

1 1 1 I

Х1 ОЕ

1 бХeО

1 6 Р л в сг а о о ф CO л л х ° ю

Х О (»!, Х L о Е О б1 в -.о-. о 3 м о

«с

»Ф

РЪ о о о сР й»:Р л л л л4 л1 лл ф с3 о о о о о

« « « о

СЧ С

I l а а ! «

cv о о!

» !»» о а о

« о о с о о о л <

«ь С а о о о л I 1

« о

»Ч tO

« о о 1з

Ul Ю о о

773085

Составитель A. Прусс

Редактор В. Романенко Техред A.A÷ Корректор И.Ууска

Заказ.7432/32 Тираж 608 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., д. ",/5

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

Формула изобретения

Способ выплавки быстрорежущей стали, включающий расплавление шихты, рафинирование металла, раскисление в печи алюминием, введение азота до получения его в металле 0,04-0,09% и легирование, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла и увеличения выхода годного, легирование ниобием в количестве

0,05-0,30% производят до введения азота после скачивания шлака с последующей выдержкой в течение 5-10 мин до присадки шлакообразующих.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 438707, кл. С 21 С 5/52, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР . Р 460300, кл. С 21 С 5/52, 1974.