Сплав для раскисления и легирования стали

(51)5 С 22 С 35/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ скии институтесников, В,И.Гусев ство СССР /00, 1988.ство СССР /ОО, 1988.СЛЕНИЯ И ЛЕГ бд 4 ставу к предладующего хими 14,0 - 34,040-750,1 - 5,00,1-4,00,2-2,00,2-2,00,05 - 0,40,01 - 0,040,1-3,00,02 - 10,0Остальное Медь Желе ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИРОВАНИЯ СТАЛИ Изобретение относится к черной метал- лургии, а именно к производству ферросплавов, используемых для раскисления и легирования стали.Известны сплавы для раскисления и легирования стали, содержащие марганец, кремний, бор и другие элементы,Основной недостаток сплавов - низкая прокаливаемость полученной стали. Наиболее близким по сгаемому является сплав слческого состава,. мас, ф 5:КремнийМарганецАлюминийКальцийМагнийУглеродФосфорСера(57) Изобретение относится к составам сплавов для раскисления и легирования стали и может быть использовано для повышения качества стали. Цель изобретения - повышение прокаливаемости стали. Сплав для раскисления и легирования стали содержит, мас.0/,; Я 14 - 34; Мп 40 - 60; А 0,1-5; Са 0,1 - 4; Мц 0,2 - 2; В 0,5 - 3; Со 0,02 - 10; С 0,2 - 2; Р 0,05-4; Я 0,01 - 0,04; Ч 3 - 8 и Ре остальное, Дополнительный ввод в состав предлагаемого сплава ванадия позволяет повысить прокаливаемость стали СТ 35, обработанной этим сплавом, в 1,11-1,18. 1 табл. Недостатком данного сплава является низкая прокаливаемость полученной стали.Цель изобретения - повышение прокаливаемости стали,Поставленная цель достигается тем, что сплав дополнительно содержит ванадий и исключается из состава сплава азот при сле дующем соотношении компонентов, мас. : 1 ЯКремний 14,0 - 34,0Марганец 40-60Алюминий 0,1 - 5,0Кальций 0,1-4,0 оМагний 0,2-2,0. Углерод 0,2-2,0Фосфор 0,05 - 0,4Сера 0,01 - 0,04 фБор 0,5-3,0Медь 0,02-10,0Ванадий 3,0-8,0Железо ОстальноеМалые присадки бора (в количестве 0.003- 0,0050, в стали) сильно повышают прокаливаемость. Последняя особенно существенно возрастает при одновременном введении всталь нескольких легирующих элементов. Введение в сплав бора в количестве 0,5 - 3,0% способствует повышению усвоения легирующих элементов в сталь и повышению ее износостойкости, так как бор повышает раскислительную способность сплава, эффективно влияет на форму и природу включений в стали.Бор в количестве менее 0,5 не увеличивает раскислительную способность сплава, что не приводит к уменьшению угара элементов и не является микролегирующей добавкой из-за незначительности его содержания в сплаве, При содержании в сплаве бора выше Зф возникает реальная угроза ухудшения свойств стали, а именно опасность возникновения красноломкости, снижения технологической пластичности, образования камневидного излома, падения вязких свойств, снижения ее прокаливаемости.Бор следует вводить в металл, предварительно раскисленный и очищенный от избытка кислорода и азота такими сильными элементами, как алюминий и ванадий; введение бора в ванну в виде комплексного сплава с этими элементами обеспечивает его высокое усвоение и использование. Вот почему из состава сплава исключен азот.Введение в состав сплава меди (0,02- 10,0) способствует повышению износостойкости стали за счет образования ее прослоек, которые плотно и прочно сцеплены с поверхностью зерен, не окисля ются, не наклепываются и способны и многократной пластической деформации без разрушения, Кроме того, медь, стабилизируя карбиды и карбонитриды бора, делает их устойчивыми против выкрашивания.При содержании в сплаве меди менее 0,02 нарушается стабилизация карбидов и карбонитридов бора, а образующейся медной прослойки оказывается недостаточно для защиты контактирующей поверхности, вследствие чего износостойкость стали снижается, Увеличение содержания меди в сплаве более 10 приводит к ее накоплению под слоем оксидов и внедрению меди при горячей обработке давлением в границы зерен, вызывая тем самым образование поверхности трещин.Наличие в сплаве в указанных количествах кремния и марганца обеспечивает уменьшенйе окисляемости бора и его равномерное распределение в объеме металла, что благоприятно сказывается на износостойкости и комплексе механических свойств стали.Содержание в предлагаемом сплаве 0,1-5,0 алюминия в совокупности с бором50 работающих при низких температурах. Ванадий увеличивает прочность сварных швов,При содержании в сплаве ванадия менее 3; указанный эффект не достигаетсяиз-за получения низкого содержания ванадия в стали, а при увеличении его содержания в сплаве более 8остаточное содержание ванадия в стали чрезмерно и приводит к неоправданному перерасходу.Введение в сплав 3-8 ф ванадия способст 5 10 15203040 увеличивает раскислительную способность марганца и кремния. Алюминий при содержании меньше 0,1 не оказывает этого влияния, а при содержании его более 5,0; повышается окисляемость сплава на воздухе и угар при использовании.Присутствие в сплаве 0,1 - 4,0 кальция повышает чистоту по оксидным включениям сплава, а также физико-механические свойства обрабатываемой им стали. При содержании кальция менее 0,1% указанный эффект мало ощутим, а при содержании более 4,0 происходит. не очищение матрицы сплава от неметаллических включений, а ее загрязнение вследствие "запутывания" в ней оксидов кальция.Магний в количестве 0,2 - 2;0 повышает усвоение кремния, марганца и алюминия. Это объясняется тем, что при введениисплава в сталь происходит активное испарение магния, вызывающее барботаж металла, в результате чего происходит перемешивание металла, которое способствует равномерному распределению и усвоению марганца, кремния и алюминия,При содержании магния менее 0,2, уменьшается модифицирующая способность сплава, а при увеличении его содержания более 2,0 влияние магния на формуи размеры включений значительно уменьшается, что ухудшает комплекс механических свойств стали,Ванадий используется в основном как легирующий элемент. Даже в небольших количествах он влияет на свойства сталей. В сталях аустенитного класса ванадий стабилизирует аустенит при высоких температурах и низком содержании углерода, Образуя карбиды, он измельчает структуру стали, повышая ее прочность, вязкость, пластичность .и износоустойчивость. При содержании в стали 0,03 - 0,05 ванадия уменьшается ее склонность к старению, обусловленная по- вышенным содержанием азота, улучшаетсяповерхность стального слитка, При 0,001- 0,04% ванадия существенно повышаются свойства закаленной и высокоотпущенной стали, Легированные им стали используются для производства рельсов, труб и машин,1723179 ка стали известным и предлагаемым сплавами производится одинаковым их количеством 15,5 г/кг стали) без дополнительныхкорректировок.Массовая доля элЕментов в сплаве, мас.ь 81. Ил А 1 Са ИО В Си Ч С Р4,О О,г О,5 г,о 1,2 1,7 а, 1 г,о 3,о 14,0 60,0 24,0 55,1 34,0 40,0 0,1г,65,015,4 20,5 . 57,5 2,6 2,0 2,11,6 5,0 - 1,2 0,2 0,03РСоставитель Н.КосгорнойТехред М.Моргентал Корректор ОЦипле Редактор М.Петрова Заказ 1045 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вует образованию в стали прочных нитридов ванадия, что в свою очередь приводит кусилению бора как микролегирующего злемента.Предлагаемый сплав в виде примесей 5содержит углерод, фосфор и серу, содержа ние которых строго ограничено из-за их влияния на свойства обрабатываемой стали.Получение предлагаемого сплава основано на восстановлении углеродом в руднотермической печи оксидов кремния,марганца, ванадия, кальция, алюминия ибора, Медь вводят в шихту в видеотходовмедной стружки, В качестве восстановителяпри выплавке сплава используется металлургический коксик,В лабораторных условиях выплавилитри состава предлагаемого сплава и одинизвестный со средним значением ингредиентов, 20В таблице показан химический состав. сплавов и результаты испытаний прокаливаемости стали 35.Сплавы получены в индукционной печиемкостью 10 кг, используются для легирования ираскисления стали марки 35. ОбработФормула изобретения Сплав для раскисления и легирования стали, содержащий кремний; марганец, алюминий, кальций, магний, бор, медь, углерод, фосфор, серу и железо, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения прокаливаемости стали, он дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.:Кремний 14-34 Марганец 40-60 Алюминий 0,1 - 5,0 Кальций 0,1 - 4,0 Магний 0,2-2,0 Бор 0;5-3,0 Медь 0,02 - 10,0 Углерод 0,2-2,0 Фосфор . 0;05 - 0,4 Сера . 0,01-0,04 Ванадий 3-8Железо Остальное