Способ получения нержавеющей стали

(51)М. Кл. С 21 С 5/52 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(53) УДК 669, 187, .25 (088,8) Дата опубликования описания 031080(72) Авторы изобретения Г. Г. Аревадзе, А. Ю. Арсенишвили, Т. А. Чубинидзе,Б. Г. Маргиев, И. Л. Бондарев, О. И. Мазури В. М. Акимов Институт металлургии им. 50-летия СССР АН Грузинской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к разработке получения нержавеющей стали.Наиболее близок к изобретению способ получения сталей с низким содержанием азота, заключающийся в расплавлении. исходного металла в печк, предварительном раскислениии легировании Ферросплавами с последующей присадкой титана и выпуск его в ковш 11.Недостаток описанного способа заключается .в низкой эффективности влияния титана на удаление азота, так как последний в первую очередь 15 расходуется на раскисление металла и лишь неэйачительная часть титана связывает азот.Кроме этого, сталь получается крупнозернистая, с высоким содержанием оксидных включений и недоста,точно высоким механическим и эксплуатационными свойствами.Между тем эффективность рационального легирования в сочетании с комплексным раскислением, может значительно снизить содержание азота и обеспечить высокое качество металла (повыдение чистоты стали и улучшение формы включений, мелкозерннстость 30 2стали, увеличение механических и улучшение эксплуатационных свойств),Цель изобретения - повышение эфФективности удаления азота н улучшз- ние качества стали.Достигается это тем, что в расплав до ввода титана присаживают алюминий в количестве 0,5-2,0 кг/т стали, а затем комплексный сплав, содержащий кремний, марганец, алюминий, кальций и магний в количестве 2,0- 5,0 кг/т стали.Характерной особенностью титана и модифицирующих добавок (кальция и магния) является высокая химическая активность к кислороду, поэтому их целесообразно вводить в полностью раскисленный металл. После раскисления предварительного и легирования в металл присаживается алюминий, достаточное количество для нейтрализации растворенного кислорода.Дальнейшая присадка комплексного сплава в предварительно раскисленный металл алюминием обеспечивает его эффективное микролегирование модифицирующими металл элементами (кальций и магний), Введение щелочноземельных металлов в предварительно раскисленный металл усиливает их действие вотношении кристаллизации структурныхсоставляющих и придания благоприятнойформы оставшихся в металле неметаллических включений. Улучшение формывключений являются наиболее действенными факторами в повышении механических свойств стали,Свободный титан, введенный всталь после предварительного раскисления алюминием и комплексным спла-.вбм,в.первуюочередь расходуетсяна соединение с азотом, образуя нитриды титана, которые частично всплываютв шлаке и тем самым способствуют"-умейьшению содержания азота в стали.Образование устойчивых нитридовуменьшает концентрацию азота в диффузионном слое и препятствует его выделению в газообразном виде и, как" следствие, способствует уменьшениюпористости стали,Кроме этого, титан, образуя кар Обиды, предупреждает образованиекарбидов хрома по границам зерен,создающих восприимчивость к межкристаллитной коррозии.Кроме этого, модифицирование 25стали магнием и кальцием проявляетсяв измельчении микроэерна. Иэмельчение зерна и торможение его роста привысоких температурах объясняется наличием адсорбционного слоя магния икальция на границах зерен,Длительная прочность, сопротивлениеползучести и особенно пластичность всильной степени зависят от величины зерна.Сталь с крупнозернистой структуройимеет несколько большую длительнуюпрочность, но быстро уменьшающуюсяпластичность с увеличением временииспытания под нагрузкой. Сопротивление теплосменам у крупнозернистыхсталей хуже, чем у мелкозернистых. 40Сталь с крупнозернистой структуройво время работы при высоких температурах под напряжением показываетхудшие эксплуатационные свойства,особенно если материал дополнительнопретерпевает влияние сильных агрессивных сред, так как сталь с такойструктурой больше подвержена межкристаллитному растрескиванию поднапряжением. 50П р и м е р, В 50-килограммовойиндукционной печи способ испытандля получения стали марки Х 18 Н 9 Т.Химический состав стали (ГОСТ 5632"61,вес,Углерод .Не более 0,12 Кремний Не более 0,80 Марганец 1,0-2,0 Хром 17-19Никель 8,0-9,5 Титан До 0,7 Железо Остальное Сера Не более 0,020 Фосфор Не более 0,035.Для установления количества алюминия и комплексногб сплава, присаживаемых до титана, проведено 9 вариантов раскисления. По 10 варианту .сталь раскислялась по способу-прототипу.Результаты приведены в табл, 1, По каждому из вариантов проведено по 3 плавки. В опытах использован комплексный сплав состава, вес.;Кремний 46,3Марганец 18,5Кальций 8,1Алюминий 5,7Магний 2,5Железо и примеси Остальное.Результаты испытаний приведены в табл. 2,Механические свойства определяли по испытанию термически обработанных образцов (закалка с 1100 С и охлаждение в воде).Данные табл. 2 убедительно свидетельствуют о преимуществе раскисления, по предлагаемому способу, что выражается: в снижении содержания кислорода в среднем на 50 отн; в снижении содержания азота в среднем на 39,0 отн.; в увеличении балла по зерну с 5 для стали-прототипа, до 6- 8 для опытной стали в увеличении предела текучести в среднем на 2,80 отн; в увеличении временного сопротивления разрыву в среднем на 28,7 отн,; в увеличении относительного удлинения в среднем на 31,6 отн. в увеличении относительного сужения в среднем на 35,7 отн.; в увеличении ударной вязкости в среднем на 74,5 отн.Следует отметить, что все варианты предлагаемого способа имеют преимущество перед известным, однако по комплексу полученных показателей предпочтение следует отдать 3 варианту раскисления, предусматривающим последовательное введение в печь: алюминия 1,25 кг/т, комплексного сплава 5,0 кг/т и титана 2 кг/т,формула изобретенияСпособ получения нержавеющей стали, включающий расплавление исходно- го металла в печи, предварительное раскисление и легирование ферросплавами с последующей присадкой титана и выпуск его в ковш, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности удаления азота и улучшения качества стали, в рас 767218. 8плав до ввода титана присаживаюталюмийий, а затем комплексный сплав,содержащий кремний, марганец, кальций,алюминий и магний в количестве соответственно О,5-2,0 и 2,0-5,0 кг/т.стали.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 572503, кл. С 21 С 5/52, 1977.%екав 1 Г 3624 тирак б В Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, аушская наб., д, 4/5 филиал ППП Патент", г. ужгород, ул, Проектная,