Сплав для раскисления и легирования стали

СО 103 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 89 А 1 19) (1) С 22 С 35/00 РЕТЕНИ ПИСАНИЕ о отде- -исслелов . МальПопов, осенко,рной металтву ферро 25-60 15 - 50 0,1 - 151 - 15АлюминНиобийКремнийМедьТитанУглерод ия стали плав для легис,%:10 - 24 О,0,1 - 100,01 - 2Остальноерименяться дляя и легирования с Железо от сплав может ксного раскислен обием и алюмин илей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Институт металлургии Уральскогления АН СССР и Уральский научнодовательский институт черных метал(56) Авторское свидетельство СССРМ. 1131916, кл, С 22 С 35/ОО, 1982,Авторское свидетельство СССРйг 514034, кл. С 22 С.35/00, 1975,Изобретение относится к члургии, а именно к произвосплавов, Известен с ро содержащии ма. Медь 0,1-5Цирконий0,5 - 5Железо ОстальноеНедостатком сплава я вляется то, что егоиспользование не позволяет повысить усвоение сталью легирующих элементов, например ниобия и титана, вследствие довольновысокой температуры плавления сплава иего низкой плотности,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому результату является сплав для раскисления илегирования стали, содержащей, мас,ф;,(54) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАН,ИЯ СТАЛИ(57) Сплав для раскисления и легированиястали. Изобретение относится к производству ферросплавов и предназначено дляраскисления и легирования коррозионностойких сталей типа 10 Г 2 БД. Сплав содер- .жит, мас., 10 - 25 ниобия, 3-10 алюминия,3-8 кремния, 8-15 титана, 17-35 меди и остальное - железо. При ковшевом легировании стали предлагаемым сплавом усвоениениобия составляет 92-960 ь, титана - 45510, при этом у обработанной стали от ==455-475 МПа и О в =545 - 595 МПа, 2табл,ОНедостатком сплава является высокое содержание в нем алюминия, вследствиечего сплав имеет пониженную по сравнению с ф жидкой сталью плотность (до 5,8 г/см:), что не способствует высокому усвоению ниобия и титана, а это не позволяет достичь высоких прочностных характеристик стали1Целью изобретения является повышение прочностных характеристик при сохранении пластичности стали и увеличение степени усвоения ниобия и титана.. сплав для раскисления и легирования стали,содержащий ниобий, алюминий, кремний,титан, медь и железо, содержит указанныекомпоненты в следующем соотношении,мэс %Ниобий 10-25.Алюминий 3-10Кремний 3-8Титан8 - 15Медь17-35Железо ОстальноеПри выбранном соотношении компонентов плотность сплава составляет 7,0-7,8г/см, т.е, приближается к плотности жид. кой стали, а температура плавления сплава1350-1400 С, Это позволяет испольэоватьсплав для ковшевого раскисления и легировэния, Данный сплав находится в объемежидкой стали, что предотвратит окислениелегирующих элементов эа счет атмосферы ишлака.Медь повышает коррозионную стойкость стали и увеличивает ее прочность засчет дисперсного твердения, С присадкамипредлагаемого сплава в сталь вводится0,03 - 0,14 мас.% меди, что при выплавке сталей с повышенной атмосферной коррозионной стойкостью типа 10 Г 2 БД (содержащих0.15-0,30 мас,% меди) позволит отказатьсяот дополнительных присадок меди, поскольку ее остаточное содержание в сталиперед раскислением и легированием составляет 0,04-0,12 мас,%,В результате микродобавок ниобия ититана в сталях образуются их карбиды и .кэрбонитриды, которые вызывают измельчение зерна и повышение прочности. Алюминий раскисляет сталь, а также врезультате образования дисперсных нитридов является эффективным регулятором величины зерна, препятствует старению имоЖет оказывать положительное влияниена хлэдостойкость стали. Кремний являетсяраскислителем стали,Сплавы выплавляют в крупнолабораторной дуговой печи с мощностью трансформатора 100 кВА, В качестве шихтовыхматериалов используют ниобиевый концентрат состава,мас.%;ЙЬОь 39; 3 Ог 12; ТЮ 2 8; ЕгО 4; МдО 3;СаО 24; металлоотходы состава, мас.%. ИЬ20%; Т 20%; Сц остальное; железорудныеокатыши (ге 20 з - 96 мас,%); алюминий иизвесть;Шихту загружают в печь, расплавляют ивыдерживают в расплавленном виде в течение 20-30 мин, Полученный расплав выпускают в изложницу. После остывэния расплава металл отделяют от шлака, чистят и отбирают пробы для химического анализа.Верхний предел содержания ниобия (25%) обусловлен температурой плавления сплава, С увеличением содержания ниобия (более 25 мэс.%) температура плавления сплава значительно повышается, снижая эффект ковшевого легирования. Время растворения сплава в стали увеличивается. Уменьшается усвоение ниобия и другИх легирующих элементов, ухудшаются прочностные характеристики Стали.Содержание ниобия менее 10 мэс.% увеличивает удельный расход сплава для легирования стали, что существенно ухудшает тепловой баланс процесса легирования, снижает усвоение легирующих элементов, а следовательно, и прочностные свойства стали,При выплавке сплава повышение содержания меди (более 35 мэс.%) приводит к ее сегрегации, а также к резкому. ухудшению дробимости сплава.Снижение содержания меди в сплаве (менее 17 мас.%) не позволяет получить сплав с оптимальной плотностью, что отрицательно сказывается на усвоении элементов сплава при легировании и напрочностные характеристики стали. Исследованиями установлено, что в сплавах со значительным содержанием меди (более 15 мас.%) присутствие 3-8 мас.% кремния способствует улучшению дробимости сплава, Превышение содержания кремния в сплаве (более 8 мас.%) не приводит к дальнейшему улучшению дробимости. Содержание кремния менее 3 мас,% отрицательно сказывается на рэскисляющейспособности сплава,40 Содержание титана в сплаве более 15 мвс.% приводит при легировании стали к ухудшению ее ударной вязкости и пластичности. При содержании титана в сплаве менее 8 мас,% эффективность раскисления снижается, что требует дополнительных присадокферротитана,При содержании в стали более 0,001мас,% алюминия улучшается хладостой 50 кость стали, При легировании стали сплавом, содержащим менее 3 мас.% алюминия, его содержание в стали получается менее 0,001 мас.%, что ухудшает хладостойкостьстали. Легирование стали сплавом. содержащим более 10 мэс,% алюминия, не.приводит к дальнейшему улучшению хладостойкости,Полученные сплавы (табл.1) испытывают при раскислении и легировании стали,1749289 лица 2 выплавленной в индукционной печи емкостью 60 кг.Раскисление и легирование осуществляют в ковше при выпуске стали из печи присадками силикомарганца, алюминия и ниобиевого сплава. Сталь разливают на 10- килограммовые слитки, которые прокатывают в пластины толщиной 10,5 мм. Из пластин изготавливают образцы для испытания механических свойств,Примеры использования сплавов для раскисления и легирования приведены в табл.2.Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о том, что использование предлагаемого сплава в сравнении с прототипом обеспечивает повышение предела текучести стали на 8, временное сопротивление разрыву на 12; причем пластичность и ударная вязкость остаются на прежнем уровне, Усвоение ниобия увеличилось,на 6;, титана - нэ 21 ф Применение проката из стали, выплавленной с использованием предлагаемого сплава для раскисления и легирования, позволит сократить расход металла на 8 за 5 счет большей прочности,Формула изобретения Сплав для раскисления и легированиястали, содержащий ниобий, алюминий, 10 кремний, медь, титан и железо, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения прочностных характеристик при сохранении пластичности стали и увеличения степени усвоения ниобия и титана, он содержит 15 компоненты в следующем соотношении,мас. ;