Комплексный модификатор

1 Ц 670628 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ьвоз Сосетских гоциалистнческих Республик(23) Приорит Государственный комитет Опубликовано 30.06,79, Бюллетень ЛЪ 53) УДК 621 745(45) Дата опубликовапп описания 30.06.7 2) Авторы Н изобретения В ГЧебурко, И.Ефимов, В Г, Дубина, Н и и А. В. Вел итья АН Ук Ищук, В, В,Гарбуз, В,урский, Ю.В, С, Оргият проблем Писаренко,Б, Вихляев,В, Левошич,кановаииской ССР(54) КОМ ПЛ Е Во-вторых, такой модификатор практически не ооеспечнвает снижения содержания кислорода, серы,и неметаллпческих вкгпочений,в стали и не влняет:на их,распределение в слитках и отливках, а также не уменьшает химерическую неоднородность и не измельчает литую структуру слитков.В-третьих, высокое содержание марганца и низкое содержание ванадия в сплаве 10 предопределяет образование в нем значительного количества нитридов марганца, которые, как известно, диссоциируют при температуре 1200 - 1250 С. При введении такого сплава в жидкую сталь ингриды б 5 марганца разлагаются, и азот,в виде газообразной фазы удаляется из металла.В то же время количество нитридов ванадия, оказывающих решающее влияние на упрочненсие стали, оказывается небольшвм.20 В результате данный модификатор не вызьовает достаточно высокого упрочнения стали. Изобретенне относится,к области металлурпии черных металлов и,может быть использовано при производстве среднеуглеродистых сталей типа рельсовой, бандажной, колесной и др. с повышвннымп физико-мех апическими свойствами.Известен комплексный модификатор, содержащий, вес. %:Марганец 50 - 80 Вариаций 2 - 10Азот 1 - 8Углерод До 1 Хром До 3 Титан До 3 Кремний До 3железо Остальное Ц.Однако известный состав модификатора, будучи эффективным для обработки ряда сталей, при использовании для обработки среднеуглеродистых сталей имеет ряд существенных недостатков.Во-первых,указанный модификатор, повышая в определенной степени прочностные свойства стали,:несколько снижает пластические свойства металла (опнасительное удлинение и сужение) как при комнатных, "так и при высоких (800 - 1300 С) температурах, что ухудшает его дефармойрувмость отри горячей и холодной обработке давлесчием,Целью изобретения является разработка комплексного модификатора, обеспечивающего одновременное,и устойчивое значительное повышение прочностных и пластических характериспик и ударной,вязкости среднеуглеродистых сталей в широком интервале температур (от минус до31300 С), а значит и каеа и срока слу;ибы готовых изделий.Указанная цель достигается тем, что всостав модификатора, содержащего наннадий, марганец, азот, кремний, н елезо дополнительно вводят РЗМ в количестве б - 15% при следующем соотношеэии остальных компонентов, вес. %:Ванадий 10 - 25 Марганец 15 - 25 Азот 0,5 - 2 Карем,н:ий 7 - 10 железо Ост,альное.Редкоземельные металлы, вводятся в состав модификатора в,процессе его выплавки.Модификатор аводится в жидкую стальв количестве Ю,З - 0,5% в зависимости от способа ввода (количество модификатора ,уменьшается в случае его ввода в металл непооредственно в,изложницу или центровую в процессе разливки), Модификаторы с большим содержанием нанадеин, азота и марганца и меньшим содержанием РЗМ используются для сталей с пояиженным содержанием углерода и наоборот - для высокоуглеродистых.При содержаним РЗМ в модификатоременее 6% не достигается полученне в металле оста-.очажного содержания РЗМ более 0,01%, что нивелирует рафвнирующее ьлияние модификатора и не,обеспечивает повышения пластических свойств стали. При содержавии РЗМ более 15% возможно образованне облачных скоплений неметаллических включений, возникновение краевых дефектов в слитке и ухудшение разливки вследспвие затягивания,ковшевого стакана.Пределы по содержанию ванадия и азога обусловлены необходимостью получепия в модификатсре от 5 до,15 вес, % ннтридов ванадия. При содержаиии их менее 5 вес. % модификатор не оказывает существенного влиявия на прочпостные свойства сталипри содоржании более 15 вес. % они укрупняются, что вредно сказывается на свойствах стали. Содержание марганца обусловлено тем,количесюом азота, которое необходиио внести в модификатор с помощью азотированного марганца. Кремний вводится для придания модификатору хрупкости.Следует отметить, чю состав,предлагаемого модифвкатора .по,ванади 1 о, марганцу и азоту обеспечивает пракпичесии образование только ниоридов ванадия, в результате при вводе модификатора в сталь образовалине газообразного азота не наблюдаепся.При обработке стали комплексным модификатором нил 1 роды ванадия, вносимые сплавом в металл, вызывают существенное (на 20 - 25%) его упрочнение, обусловленное появлвнием эффекта диспероного твердения, РЗМ модификатора оказывает рафинирующее воздействие на металл, приэтом уменьшается содержание кислорода и серы, а значит и содержание и,размеры оксидных,и сульфидных включений, Наряду с этим РЗМ снижают ликвацию серы, а зйа чит и химическую неоднородность, обеспечивают очищение границ зерен и измельчают литую структуру слитков и отливок.в Результате указанного воздействия РЗМ модификатора на металл на 10 - 20% по вышаются его пластические характеристики на 20 - 50% ударная вязкость з самом широком интервале температур.Таким образом, модификатор оказывает комплексное,воздействие на металл, ,15 обеспечивая одновременное повышениепрочности, пластичности и ударной вязкости среднеуглеродистой стали, а также ее рафинировавие, что позволяет повысить качество и срок службы готовых изделий (рельсов, колес, бандажей, рессор,и др.).В лабораторных условиях Институтапроблем литья АН Украинской ССР проводилось испытанне комплексного модификатора указанного состава на механические ч 5 свойства сталей 45 Х, С 60 и рельсовой. Составы модификаторов (1, 2, 3, 4) приведены в табл. 1 ( 4 - известный модисрикатор).Таблица 1 ЗО Содержание компонентов, вес. % 4- ат ос35 Мп Х Сг С РЗМ Т 1 51,5 15 0,5 1 10 1,6 46,0 18 1 17 40 10,7 65 0,.3 10 Количество модифицированной стали 451 составляло 40 кг. Комплексный сплав вводили в заливоюный ковш в количестве 0,4% от веса металла.Результаты сравнительного иоследования меха(нических свойств металла (табл.60 2) показали наибольшую эффективностьмодификаторов 1, 2, 3, обеспечивающих,одновременное и наибольшее повышенне прочности, пластичности и ударной вязкости стали. Установлено, что,при обработке 56 стали модификаторами с РЗМ в металлена 15 - 18% уменьшается содержание кислорода и неметаллических включений. Фор мула из о бр етени я 60 Комплеконый модификатор для средсчеуглеродистых сталей, включающий ванадий, марганец, азот, кремний, железо, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью одновре менного и устойчивого повышения прочноХарактеристика металла Сталь о 1.4 9 Л 29,7 2,7 ОбычныйМодифицированныйром 4Модифицированныйром1 Рельсовая модификато- модификато 59 17.5"8,.7 90 42 64 34.6 98,3 6,2 б,80,5 12,0 100 47.0 модификато- модификато 1 1 1,5 10.5 10,8 99,8 123 53,7 12.639,0 16,0 840 модификато. модификато 14,3 6 ЗЛ 90,1 36.5 72.6 18,4 1 О 1.0 44.0 Азот 0,5 - 2Редкоземельные металлы 6 - 15Кремний 7 - 10Железо Остальное.11 сточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3304175, кл. 75-134,1964. стных и пластических характеристик, ударной вязкости, а также улучшения качества и увеличения срока службы готовых изделий, он дополнительно содержит редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, вес. %:Ваннадий 10 - 25Марганец 15 - 25 Составитель А. КондратьевТсхред А. Камышникова Коррскто: Т. Добровольская Род и к тор Е. Дан ч Заказ 469 Изд402 Тираж 727 НГ 10 Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1,13035, Москва, Ж, Раушская паб д 45Подписное Загорская типография Упрполиграфиздата Ио:облисполкома ОбычныйМодифицированныйром4Модифицированныйром2 ОбычныйМодифицированный ром4Модифицированный ром3 пН 1 кгм/с ма при комнатн, тем пер.