Сплав для раскисления и легирования стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) Ш и 4 С 22 35/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОМУ СВИДЕТЕВЬСТВ в ательсчи,нко иашвиССР74.СР75.(54) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСНИЯ СТАЛИ(57) Изобретение отн Е осится к черной ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К 21) 4140014/31-02(71) Украинский научноисследокий институт специальных сталесплавов и Ферросплавов(56) Авторское свидетельство С11 Д 397554, кл. С 22 С 35/00, 19Авторское свидетельство. ССУ 456032, кл. С 22 С 35/00, 19 металлургии, в частности к производству Ферросплавов для раскисленияи микролегирования сталеи, Цель изобретения - снижение угара кремния,марганца и алюминия, повышение механических свойств, прокаливаемости иизносостойкости стали. Сплав содержит, мас.%: кремний 14-34; марганец40-75; алюминий О,1 5,0; кальций 0,14,0; магний 0,2-2,0; углерод 0,2-2,0Фосфор 0,05-0,4; сера 0,001-0,04;бор 0,1-3,0; медь 0,02-10; азот 0,033,0; железо остальное. Дополнительное введение в сплав бора, меди и азота обеспечивает снижение на 10-20%угара кремния, марганца и алюминия,повышение в 1,2-1,5 раза механических свойств и прокаливаемости обрабатываемой стали. 2 табл.С".Изобретение относится к черной. металлургии, в честности к производству дрерросплавов дпя раскисления и легирования стали.Цель изобретения - снижение угара кремния, марганца и алюминия, повьг:.1 пен 1 ле механических свойств, прокаливаемости и износостойкости стали.1 редлагаемы 1 Ъ сплав для раскисления 1 О и легирования стали содержит кремний, марганец, алюминий, кальций, магний, углерод, Фосфор, серу, бор, медь, азот и железо при следующем соотнонении компонентой, мас.%: 15Кремний 14 - 34Марганец 40 - 75Алюминий 0,1 - 5,0Кальций 0,1 - 4,0Магний 0,2 - 2,0 20Углерод 0,2 - 2,0льосАор 0,05 - 0,4Сера 0,01 - 0,04Бор 0,1 - 3,0Азот 0,03 - 3,0 25Медь 0,02 - 10Железо ОстальноеВведение в сплав бора в количестве 0,1-3,0% способствует повышению усвоения легирующих элементов и механических свойств обработанной сплавом стали, так как бор повышает раскисли- тельную способность сплава, эАФектив но влияет на дк 1 рму и природу включений в стали. 35Бор в количестве меньше О, Х не увеличивает раскислительную способность сплава, что не приводит к умень. шению угара элементов. При содержании бора свыше 3,0% проявляется его 40 воздействие как микролегирующей примеси с образова 1 плем интерматаллических соединений бора с железом, что является причиной уменьнен 11 я по 11 ожт: тельного влияния бора на механические,15 свойства стали.Введение в сплав азота в количест- ве 0,03-30% с учетом содержания н сплаве нитридообразуюн 1 лх элементов способствует увеличению прокаливае 50 мости и механических свойств стали.При содержании азота в сплаве глень-. не 0,03% количество образующихся дллс" персных выделений не ооеспечивает нужную ирокаливаемость и комплекс механических свойств стали. При со держании азота в сплаве более 3% увеличиваются количество и размер дисперсных выделений, зййект нитрид" ного упрочнения уменьшается, вследст" вие чего комплекс механическихсвойств и прокаливаеиость стали ухудшаются.Введение в состав сплава меди 0,02-10/) способствует повышению нзносостойкости стали за счет образования ее прослоек, которые плотно и прочно сцеплены с поверхностью зерен, не окисляются, не наклепываются и способнь 1 к многократной пластической деформации без разрушения. Кроме того, медь, стабилизируя карбиды и карбо нитриды бора, делает их устойчивыми против выкрашивания.При содержании в сплаве меди меньне 0,02% нарушается стабилизация карбидов и карбонитридов бора, а образующейся медной прослойки оказывается недостаточно для защиты контак тирующей поверхности вследствие чего износостойкость стали снижается. Увеличение содержания меди в сплаве более 10% приводит к ее накоплению под слоем оксидов и внедрению меди при горячей обработке давлением в. границы зерен, вызывая тем самым образование поверхности трещин.Наличие в сплаве в укаэанных пределах кремния и марганца обеспечивает уменьшение окисляемости бора и его равномерное распределение в объе" ме металла, что благоприятно сказывается на иэносостойкости и комплексе механических свойств стали.Содержание в предлагаемом сплаве 0,1 50% алюминияв совокупности с бором увеличивает раскислительную способность марганца и кремния, Алюминий при содержании меньшее 0,1% не оказывает этого. влияния, а при содержании его более 5,0% повышаются окис ляемость сплава на воздухе и угар при использовании.Присутст вие в сплаве О, 1-4, ОХ кальЮция улучшает усвоение азота в расплаве и повышает чллстоту по оксидным включениям сплава, а также Ргизикоханические свойства обрабатываемой пм стали. При содержании кальция менее 0,1% указанный эдлект иало ощутим, а при содержании более 4% происходит не очищение матрицы сплава от неметаплическнх включений, а ее загрязнение вследствие "запутывания" в ней оксидов кальция.Магний в количестве 0,2.-2,0% повышает усвоение кремния, марганца и алю121793 мипия. Зто объяпсяется тем, что привведении сплава в сталь происходитактивное испарение магния, вызывающее барботаж металла, в резсльтате5чего происходит перемешивание металла, которое способствует равномерно-му распределению и усвоению марганца, кремния и алюминия,При содержании магния менее 0,2 У. 10уменьшается модиФицирующая способность сплава, а при увеличении егосодержания более 2,0 У, влияние магнияна Форму и размеры включений значительно уменьшаются, что ухудшает 15комплекс механических свойств стали.Предлагаемый сплав в виде примесей содержит углерод, ФосФор и серу,содержание которых строго ограниченоиз-за их влияния на свойства самого 20сплава, а также на Физико-механические свойства обрабатываемой стали.Получение предлагаемого сплава ос;ковано на восстановлении углеродом врудно-термической печи оксидов кремния, марганца, кальция, алюминия,бора. В качестве шихтовых материаловмогут быть использованы кварцит имарганецсодержащее сырье. Ввод всплав азота осуществляется его вдуванием в объеме сплава любым известным способом или применением в шихтеазотсодержащих соединений. Медь вводят в шихту в виде отходов - меднойстружкиВ качестве восстановителяпри выплавке сплава используетсяметаллургический коксик.П р и м е р. В лабораторных условиях выплавляют пять составов предлагаемого сплава и один известный сосредним значением ингредиентов .В табл,1 показан химический состав 25 Формула из обретенияЗО Сплав для раскисления и легирования стали, содержащий кремний, марганец, алюминий, кальций, магний, углерод, ФосФор, серу и железо, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения угара кремния, марганца и алюминия, повышения механических свойств, прокаливаемости и износосеойкости стали, он дополнительно содержит бор, азот и медь при следующем соотношении комгонентов, мас.:Кремний 14 - 34Марганец 40 - 75Ллюминич 0,1 - 5,0Кальций 0,1 - 4,0Магний 0,2 - 2,0Углерод 0,2 2,0ФосФор 0,05 - 0,4Сера 0,01 - 0,04Бор 0,1 - 3,0Лзот 0,03 - 3 0Медь 0,02 10Железо Остальное сплавов,В индукционной печи емкостью тигля 10 кг полученные сплавы используются для раскисления и легирования . стали марки 35, Обраоотка стали известным и предлагаемым сплавами производится одинаковым их количеством(15,5 г/кг стали) без дополнительных корректировок.В табл.2 приведены результатыиспытания механических свойств, прокаливае 1 ости и износостопкости стали 35, а также значения угара элементов" раскислителей используемых сплавовОбразцы подвергаются испытаниюа после термообработки: закалка 850 С,омасло ( отпуск при 200 С, водух. Прокаливаемость и абразивную износостойкость определяют по ГОСТУ.Из табл.2 следует, что предлагаемый сплав (2-4) в сравнении с известным (б) обеспечивает снижение угара кремния, марганца и алюминия в среднем соответ ственно на 10,6; 19,9 и 11,3 отн.lф повышение механических свойств (6, Я , Г,с, а) в среднем соответственно на 45, 54,8; 8,3; 3,4 и 46,бХ. Прокаливаемость увеличивается и среднем в 2,2 раза, а абразивная износостойкость - в 2 раза.Кроме того, сплайы 1 и 5, содержание компонентов в которых выходит за граничные пределы предлагаемого состава, не приводят к .снижении угара легирующих, повышению комплекса меха нических свойств, прокаливаемости и абразивной износостойкости.427931 Таблица Содарквние компонентовмвсЕ сплав 1 радлагамы. 1,6 0,04 14,0 75,0 о, О, 2,о 0,1 О,ог з,о 2,0 0,4д 2,1 043 0,043 Иеаастнма6 Ъ30 54 9 17 1,15ф 153 0,2 0,015Твблицвг 50,0 1,ОО 30,0 202 73,5 08 0,91 13,3 298 194 705 1,12 094 134 51,3 1,05 31,0 61,0 1,16 О 98 15,2 52,7 1,15 24., 2 11 О 38 70 44 Составитель А. БармыковТехред И.Верес Редактор А.Козориз Корректор А.Тяско Заказ 4393/27 Тираж 5.95 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 8. Мп А 1 Сд МВ В Сц Н 13,9 75,2 0,08 0,07 2,13. 009 0,018 3,2 27,5 265 , 68,0 1,20 0,96 14,3 520 10 г 4,8 з 1,5 72,о 1,11 о,9 о 14,5 5 о,4 о,9 о 30,4 32 О 75,0 О 80 0,62 13,2 50,3 0,75 10,0 34.13,6 26 17,0 18 16,5 20