Сплав для раскисления модифицирования и микролегирования рельсовой стали

СОЮЗ СОВЕТСНИХСВУМЮПИеиижРЕСПУБЛИН 0% О 1) 2 С 35 00 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ СССРРИТИН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЧГгрцзКИСЛЕННЯ, МВАНИЯ РЕЛЬмарганец,углерод ии й с я темдарной вязкости стали,т кальций иоотношении ОДИ ч 30-70 10-40 1,5-4,3 0,7-2,8 О, 1-3,0 0,5-2, 7 0,3-2, 1 стальное(71) Украинский ордена Трудового(56) 1. Авторское свидетельство СВ 476328, кл. С 22 С 35/00, 1975.2. Авторское.свидетельство СССИф 668966, кл. С 22 С 35/00, 1979.(54) (57) СПЛАВ ДЛЯ РАСФЦЦИРОВАНИЯ И МИКРОЛЕГИРОСОВОЙ СТАЛИ, содержащийкремний, титан, магнийжелезо, о т л и ч .а ючто, с целью повышениякости и снижения окислон дополнительно содералюминий при следующемкомпонентов, мас.Х;МарганецСР КремнийТитанМагнийУглеродКальцийАлюминийЖелезо10 Марганец 30-60,0 Кремний 10-40, 0 Титан 3-20, 0 Магний 2-10 030Углерод 0,1-3,0 Железо Остальное При использовании известного сплава для обработки стали она имеет недостаточную ударную вязкость, а также повышенную окисленность.Целью изобретения является повышение ударной вязкости и снижение окисленности стали.Указанная цель достигается тем, что сплав для раскисления, модифици рования и микролегирования рельсовой стали, содержащий марганец, кремний, титан, магний; углерод и железо, дополнительно содержит кальций и алюминий при следующем соотношении ком понентов, мас.З:Марганец30-70 Кремний 10-40 Титан 1,5-4,3 Магний 0,7-2,8 50 Углерод 0,1-3,0 Кальций 0,5-2, 7 Алюминий . О, 3-2, 1 Железо Остальное В связи с наличием в сплаве каль ция и алюминия включения, образующиеся в процессе раскисления, модифицирования и микролегирования стали Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов сплавов для раскисления, моди фирования и микролегирования рельсовой стали. 5Известен сплав 1 , содержащий, мас.Х:Кремний 10-25,0Титан 3-20,0Углерод 1-2,0Железо ОстальноеПри использовании укаэанного сплава в стали образуются включения неблагоприятной формы, а также большое количество включений нитридов и кар бонитридов титана, отрицательно влияющих на эксплуатационную стойкость рельсовой стали, особенно работающих при циклическом нагружении.Наиболее близким к предлагаемому 20 по технической сущности и достигаемому результату является сплав 2 1 для раскисления, модифицирования и микролегирования стали, содержащий, мас7: 25 предлагаемым сплавом, относятся к системе СаО-Т 102-8102-АФОЗ-М 80, температура плавления которой равна 1215-1370 С. Эти включения в расплавленной стали хорошо коалесцируют и удаляются из металла. Ввод алюминия в сталь позволяет повысить ударную вязкость металла в термообработанном состоянии.Содержание марганца, кремния и углерода в сплаве-прототипе находится практически в оптимальных пределах. Поэтому в предложенном сплаве лишь несколько увеличили верхний предел содержания марганца для повыше. ния плотности сплава и, соответственно, улучшения усвоения его сталью.При содержании титана в сплаве ниже 1,57. сталь будет недораскисленной и не обеспечатся требуемые механические свойства. При содержании . титана в сплаве более 4,37 в стали появляются нитриды и карбонитриды титана, вытягивающиеся при прокатке в строчки, которые снижают эксплуатационную стойкость проката.Для изменения природы включений в стали, снижения температуры их плавления, получения включений благоприятной глобулярной формы содержание кальция и магния в сплаве должно быть не менее соответственно 0,5 и О, 7 , При содержании в сплаве кальция более 2,7 Х и магния более 2,87. ухудшаются экологические условия в сталеплавильных цехах, так как температура кипения кальция и маг ния ниже температуры плавления стали, поэтому избыточные их количества испаряются и загрязняют атмосферу.1Содержание алюминия в сплаве должно быть не менее 0,37 для создания в стали "облака" кислоторастворимого алюминия, измельчения природного зерна и улучшения ударной вязкости термоупрочненных рельсов, При содержании в сплаве алюминия более 2, 1 Х в стали появляются строчки глинозема и алюмосиликатов, отрицательно влияющие на,эксплуатационную стойкость и надежность рельсов.Для определения влияния предлагаемого сплава на ударную вязкость стаЛи и загрязненность ее неметалличесЭ кими включениями готовят 5 сплавовс граничными и оптимальными соотношениями всех ингредиентов.1126622 Таблица 1 Содержание элементов, мас.Х1111 Сплав Мп Бд Тх Мн Са С АС Ге 42 4,5 3,0 2,9 3,2 .2,.2 40 43 28 27 30 21 Пред 28лагаемый 2 30 Остальное 3 55 18 28 20 19 18 15 4 70 10 15 07 0,1 0;3 0,5 Ъ9 13 06 04 008 11,1 6,0 25 Из 45 Нет 1,5 Нет вестный Для обеспечения сопоставительного анализа с прототипом готовят сплав с известным оптимальным соотношением ингредиентов (см. табл. 1).Характеристика химического состава полученных сплавов приведена в табл, 1.Сплавы получают сплавлением силикомарганца или ферросилиция и высоко- процентного. ферромарганца с отходами 10 титана в индукционной печи. Алюминий вводят на струю расплава в процессе выпуска его в ковш. Силикокальций и магний вводят в расплав, находившийся в ковше, с помощью штанг. 5Сплавы опробовают при производстве рельсовой стали марки М 76. Сталь выправляют в дуговой электропечи ДСН-О,5. По достижении углерода 0,66- 0,68 Ж сталь раскисляют в печи силико марганцем в количестве 6 кгт стали. При 1570-1580 С плавку выпускают. В ковше металл раскисляют предлагаемыми сплавами в количестве 5-10 кг/т стали. 25Для получения требуемого содержания марганца в стали при применении сплава-прототипа в печь дополнительно вводят 5-7 кг/т силикомарганца. Кроме того, так как указанный сплав вводят в ограниченном количестве 1,5-3 кг/т в связи с высоким содержанием в нем титана то в ковш дополнительно присаживают ферросилиций для получения требуемого содержания кремния в стали.Сталь разливают в слитки массой 50 кг, которые прокатывают на квадрат 56 х 56 мм. Заготовки подвергают термическойобработке - закалке в масле.Показатели качества полученнойстали приведены в табл. 2. Применение предлагаемого состава .сплава для обработки стали обеспечи- . вает повышение ударной вязкости в 1,2-1,4 раза и снижение суммарной загрязненности стали окисными включениями.Годовой экономический эффект от внедрения предложенного сплава составит 2,6 млн.руб.1126622 Таблица 2 Максимальная длина строчек, мм Суммарная загрязненностьстали окисными включениями, % Ударная вязкость сталив термоупрочненном состоянииМДж/м Сплав нитридов и карбо- глиноземанитридов титана 1,4 Предла" 1 0,34гаемый2 042 О, 0108 О, 00840,0078 0,0099. О, 0118 0,0124 1,2 0,3 Нет Э О,44 Нет 4 0,39 5 0,36 0,1 Извест 0,32ный 3,1 Заказ 8644/21 Тираж 602 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5