Сплав для раскисления и легирования стали

)5 С 22 СЗ ЕТЕНИЯ ОР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И У СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(71) Камский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРФ 1359326, кл. С 22 С 35/00, 1987.(54) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производствуферросплавов, используемых для раскисления и легирования стали.Известны сплавы железа с бором такиекак ферробор, ферроборал, .никельбор,хромбор, грейнал и другие.Недостатками указанных сплавов являются высокая температура плавления и низкая легирующая способность.,Наиболее близким по составу к предлагаемому является сплав для раскисления илегирования стали следующего химического состава, мас.фь:Кремний 30,0 - 45;0Алюминий 2,0 - 13,0Бор 0,5-5,0Кальций 0,6-3,0Азот 0,03 - 3,0Железо ОстальноеНедостатком этого сплава является присутствие в нем азота, который уменьшаетвоздействие бора в присаживаемую сталь,что выражается в уменьшении прокаливаемости железоуглеродистого сплава.(57) Использование: изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству ферросплавов, используемых для раскисления и легирования стали. Сущность изобретения: сплав содержит, мас.; кремний 30 - 45; алюминий 2-.13; бор 0,5-3; кальций 0,6 - 3; ванадий 3 - 8; железо остальное. Использование предлагаемого сплава для раскисления и легирования стали марки 50 РА позволяет повысить абразивную износостойкость на 11-12,3; и прокаливаемость на 1,1 - 7,2 ф, при этом температура закалки снижается на 25-300, 2 табл. Цель изобретенливаемости и износПоставленная цсплав для раскисленсодержащий кремнций и железо, допонадий при следукомпонентов, мас.0КремнийАлюминийБорКальцийВанадийЖелезоНаличие в указаобеспечивает уменбора и ванадия и ихление в объеме метсказывается на прлексе механическихСодержание в и130 алюминия в соувеличивает раскискремния. Алюминийяния при его содерж ия - повышение прокаоустойчивости стали, ель Достигается тем, что ия и легирования стали, ий, апоминий, бор, кальлнительно содержит вающем соотношении30,0 - 45,02,0-13,00,5-3,0 0,6-3,0 3,0-8,0Остальное нных пределах кремния ьшение окисляемости равномерноераспредеалла, что благоприятно окаливаемости и комп- свойств стали.редлагаемом сплаве 2- вокупности с кальцием лительную способность не оказывает этого влиании менее 2,00, а присодержании его в сплаве более 13 повышаются окисляемость сплава на воздухе и угар при использовании.Присутствие в сплаве кальция улучшает чистоту стали по оксидным включениям. При содержании кальция менее 0,60, указанный эффект малоощутим, а при содержании более 3,0 происходит не очищение матрицы от неметаллических включений, а ее загрязнение от "запутывания" в ней оксидов кальция,Бор оказывает существенное влияние на свойства стали, вводить его в расплавследует только после раскисления, так как он является очень сильным раскислителем. С целью повышения его извлечения в сталь введение целесообразно в виде комплексного сплава с железом, кремнием. алюминием, кальцием и ванадием, Малые присадки бора (в количестве О,ООЗ-О,О 05 в стали) сильно повышают прокаливаемость. Прокаливземость возрастает особенно существенно при одновременном введении в сталь нескольких легирующих элементов. Введение, а,сталь сплаве с бором в количестве О,Б-З,О способствует повышению усвоения легирующих элементов, тек как бор повышает раекислительную способность сплава и аффективно влияет нз Форму и природу вквочений стели,Бор а количестве менее 0,5 ф не увеличивает раскислительную способность сплава и не валяется маролегируащей добавкой изза незначительиости его содержания в сплаве.При содержании в сплаве свыше 3,0 бора Возникает щюаа ухудшения сВОЙстВ стали, а имюиб Оийибсть Возникновения красноломкости, снижения технологической пластичности, образования камневидного излома, падения вязких свойств. снижения ггрокаливеемости,Ванадий используется. в основном, как легирующий элемент. Даже в небольших количествах влияет не 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 0,03- О;05ванадия уменьшается склонность стали к старению, обусловленная повышенным содержанием азота, улучшается поверхность слитка. При концентрации ванадия 0,01-0,04% существенно повышаются свойства закаленной и высокоотпущенной стали. Легированные ванадием стали используются для производства рельсов, труб и машин, работающих при низких тем пературах, Он увеличивает прочность сварных швов,При содержании в сплаве менее 3,0%ванадия указанный эффект не достигаетсяиз-за получения низкого содержания ванадияв стали, а при увеличении его содержания всплаве более 8,0% остаточное содержаниеванадия в стали чрезмерно и приводит к не-,оправданному перерасходу компонента,Введение в сплав 3,0 - 8,0% ванадия 10 способствует образованию в стали прочных нитридов ванадия, что, в свою очередь, приводит к усилению бора, как микролегирующего элемента,Предлагаемый сплав в виде примесей мические свойства обрабатываемой стали. Получение предлагаемого сплава может 20 быть основано на восстановлении углеродом в рудовосстановительной печи оксидов кремния, алюминия, кальция, бора и ванадия. В качестве восстановителя при выплавке сплава используется металлургический коксик. 25 В идентичных лабораторных условиях выплавляют пять составов предлагаемого сплава и один известный со средним значением ингредиентов,В табл. 1 показан химический состав сплавов,В индукционной печи емкостью 30 кг полученные сплавы используются для раскисления и легирования стали марки 50 РА. Обработку стали известным и предлагаемым сплавами производят одинаковым их количествам (15 г/кг стали) без дополнительных корректировок,В табл. 2 приведены усвоение злементов раскислителей используемых сплавов, значения прокаливаемости и износоустойчивости полученных сталей.Из данных, полученных приисследовании, установлено, что присадка в сплав ванадия не оказывает значительного влияния на повышение использования кремния и алюминия, однако существенно улучшает прокаливаемость и износоустойчивость полученной стали.Формула изобретения 50 Сплав для раскисления и легирования стали, содержащий кремний, алюминий, бор, кальций и железо, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прокаливаемости и износостойкости стали, он дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%.Кремний 30-45Алюминий 2 - 13 Бор 0,5-3,0 15 содержит фосфор. и серу, содержание которых строго ограничено из-за их влияния на свойства самого сплава, а также физико-хи1731854 Остальное Железо Кальций Ванадий Т а б ли.ц а 1 Таблиц ля РРедактор О,Головач Т ал Корректор И.Муска Т.и раж Подписн И Государственного комитета по изобретениям и откр 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5тиям при ГКНТ ССС изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 15 ВНИ