Сплав для раскисления, легирования и модифицирования стали

+-.1-0 ТЕНИЯ ИЗОБР К еи Уральского иМальцев, Э.В, КП, Бобова, В.И. А.В. Чернушев ч,о СССР 1973. к чернои металодству стали и исления илеги. тальное обеспечивачностных и вследствие ользования ентов и выными сульсплав не вня про изделий ости исп щих элем нитевид ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт металлургиления АН СССР(56) Авторское свидетельМ. 398675, кл. С 22 С 35/ Изобретение относитсялургии, а именно к произвчугуна.Известен сплав для раскрования стали, содержащий, мас.%;Алюминий 10-24. Кремний 0.,1 - 5Титан 0,1 - 10 Ниобий 20-40Медь 0,1 - 5Цирконий 0,5 - 5Железо Остальное Однако такой сплав не обеспечивает достаточно глубокое раскисление, стабильную окисленность стали, Эффект дисперсионного упрочнения стали в данном случае достигается использованием дефицитного, дорогостоящего компонента - ниобия.Наиболее близким к изобретению является сплав для раскисления и легирования, стали, содержащий, мас.%:Алюминий 5 - 25Марганец 30 - 45 Кремний . 10 - 20 Цирконий 1 - 5(54) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ, ЛЕГИРОВАНИЯ И МОДИфИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали, Сплав содержит, мас.%: алюминий 10-30; титан 10 - 25; кремний 10 - 25; цирконий 1 - 6; углерод 0,05 - 5.0; азот 0,02-1,0; железо остальное, Сталь, обработанная данным сплавом, имеет предел текучести 40-51 кг/мм,2 временное сопротивление разрушению 52 - , 60 кг/мм, высокую штампуемость при изго 2товлении крупных деталей, например лонжеронов грузовых автомобилей, 1 табл,ТитанЖелезоОднако и данныйет достаточного уропластических свойствневысокой эффективкарбонитридообразуюсокой загрязненностфидами марганца,1Цель изобретения - снижение твердо-сти и устранение разрывов по кромке при штамповке изделий.Поставленная цель достигается тем, что в сплав для раскисления, легирования и модифйцирования стали, содержащий алюминий, кремний, титан, цирконий, железо; дополнительно вводят углерод и азот при следующем соотношении компонентов, мас,%:Алюминий 10 - 30Титан 10-25Кремний . 10-25Цирконий 1-6Углерод 0,005 - 5,0Азот 0,001-1,0Железо ОстальноеПредлагаемый состав сплава отличается содержанием азота и углерода, Избытокв стали азота и углерода обеспечивает наиболее полное связывание алюминияи титана, незначительное остаточноесодержаниеэлемейтов в матрице. Последнее наряду скарбонитридным упрочнением позволяетдостигать повышение пределов текучести ивременного сопротивления разрушению иснижения твердости. Кроме того, входящиев состав сплава азот и углерод влияют напроцесс формирования сульфидов, способствуют устранению нитевидных, значительной протяженности сульфидов и, какследствие, устранению разрывов по кромкепри штамповке изделий.При содержании азота менее 0,02 Ои углерода менее 0,05 О количество образующихся карбонитридов невелико и йхналичие не влияет на свойства стали, а содержание в сплаве азота более 1 О и углерода более 5% приводит к значительнойсегрэции и укрупнению карбонйтридов, чтоухудшает пластические свойства стали,В предлагаемом сплаве алюминий и титан используются в качестве легирующихэлементов, способствующих образованиюкэрбонитридов, Содержание алюминия ититана в сплаве менее 10 О не обеспечиваетнеобходимую дегазацию(связывание азота)и получение необходимого количества карбонитридов. Содержание алюминия более30 О, титана более 25 О приводит к повышению содержания алюминия и титана встали, не связанных в карбонитриды. Последнее приводит к снижению пластических свойств и неблагоприятномуувеличению твердости стали.Кремний входит в состав сплава в каче"стве раскислителя жидкой сталй, Положительное влияние кремния начинаетпроявляться при его содержаний не менее10%, При содержании кремния в сплаве более 25 О повышения раскисляющего эффекта не наблюдается, а увеличиваетсясодержание кремнияв стали, что приводитк неблагоприятному увеличению твердостиметалла,Цирконий в стали оказывает модифицирующее действие, заключающееся в образовании йа ранней стадии кристаллизациисульфидов, имеющих после прокатки чечевицеобразную форму, При содержании циркония менее 1 О не проявляется эффектмодифицирующего действия, при большембо содержании образуются крупные карбонитриды циркения, что приводит к снижению пластичности стали,П р и м е р, На Карагандинском металлургическом комбинате при производствестали 20 ГЮТ (марочный состав, мас, :С 0,18 - 0,24; Мп 1,20 - 1,50; Я 0,30 - 0,50;5 Т 3 0,08-0,14; А 1 0,02 - 0,08; Я, Р не более 0,03)опробованы сплавы известного и предлагаемого составов(см, таблицу). Сплавы применяли для раскисления и доводки металла вковше,10 Металл выплавляли в 250-тонном конверторе, разливали в слитки массой 20 т,прокатывали на блюминге 1500, стане горячей прокатки 1700 без изменения существующей технологии; .:.,15 Получали горячекатаный лист толщиной5 мм, предйазначенный для изготовленияметодом прессования лонжеронов и другихизделий грузовых автомобилей КамАЗ.Вырезку проб из горячекатаного листа20 для механических испытаний, металлографического и химйческого анализов производили согласно ГОСТ 4041 - 71,Испытание металла на растяжение с оп-:ределением пределов текучести и времен 25 ного сопротивления, относительногоудлйнения осущестВляли по ГОСТ 1497-73 наобразцах длиной 230 мм и шириной 30 мм.Определение твердости проводили методом Бринелля по ГОСТ 9012-59, испытания30 нэ изгиб - по ГОСТ 14019 - 68, металлографические исследования по определению не- металлических включений - по ГОСТ 1778 в .Как видно иэ таблицы, лонжероннэя35 .сталь, получаемая с применением предлагаемого состава, в отличие от стали после обработкй сплавом известного состава, имеет уменьшейие твердости нэ 50 О без сниже- нйя прочностных и пластических характери 40 стик, устраняются разрывы металла,Показатели механических свойств стали, получаемой с применением предлагаемого сплава, обеспечивают благодаря устранению разрывов кромки при штампов 45 ке стали с пониженной твердостью и контролируемой формой сульфидных включений (чечевицеобразной взамен нитевидной) высокую штампуемость крупных деталей,например лонжеронов грузовых автомобилей, 50формула изобретенияСплав для раскисления, легирования имодифицирования стали, содержащий алю 55 миний, кремний, титан, цирконий, железо,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельЮ снижения твердости при сохранении прочности стали и гювышения штампуемости засчет устранения разрывов по кромке, он дополнительно содержит углерод и азот при1747528 следующем соотношении компонентов. ЦирконийМаС. о 7, . - УГЛЕрОдАлюминий 10 - 30 АзотТитан10-25 ЖелезоКремний 10-25 5Ф Фа аааа Фаа - аЬааааа - Фаив- - ФЬ - - ьФа ь ФФа Химицеский состав сплава " мас, 2 Нитееид"ные сульоиды)балл Иеханические свойства ь а Втампуеность)ьразрывовкромки ФФФ Фь ьаыа ""ФьЫЫак Ф 56 А 1 б кг/ммв)Составитель Л,КараасеваьТехред) М,Моргентал Реда ректор Т.Палии М.Келемеш рТираж.,;,. Подписйое)осударственного комитетгаг по изобретениям и открытиямпри ГКНТ С113035, Москва; Ж, Раушская наб 4/5 Заказ 2475 ВНИИП. о,о 3 0,05 3,о 5,о 7,0 а Ф а ьОс таль ное О, 01 То ке 8, ог -"- 011 0 Фна