Способ выплавки быстрорежущей стали

Союз Советсиии Социалистических РвспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 173085(6) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13. 0379 (21) 2736288/22-02с присоединением заявки Йо, Датаопубликоваиияописаиия 23,10.80 р 1)м, к . С 21 С 5/52 Гасударственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙСТАЛИ 1Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к электросталеплавильному производству.Известен способ выплавки быстрорежущей стали, заключающийся в том, 5 что к металлу с температурой,1510- 1540 С в процессе выпуска добавляют цирконий в количестве 0,09-0,11, после чего производится выдержка металла в ковше в течение 5-8 мин 1. 1 ОНедостаток известного способа заключается в том, что время, необходимое для равномерного распределения в объеме металла, находящегося в ковше, незначительного количества присаженного циркония, весьма ограничено низкой температурой выпускаемого металла, что не обеспечивает высокого качества выплавляемого металла.Наиболее близок по технической ) сущности и достигаемому результату к предлагаемому способ, включающий рд- плавление шихты,рафинирование метал. раскисление в печи алюминием, введение перед присадкой циркония азота 25 до получения его в металле в количестве 0,04-0,09 12 .Недостатками известного способа являются нестабильный уровень качест,ва получаемого металла, низкие вы ход годного и стойкость режущего инструмента, изготовленного иэ стали, выплавленной таким способом.Цель изобретения - повышение качества металла и увеличение выхода годного.Поставленная цель достигается тем, что легирование ниобием в количестве 0,05-0,30 производят до введения азота присадкой на чистое зеркало металла после скачивания шлака с последующей выдержкой в течение 5-10 мин до присадки шлакообразующих.Цирконий имеет большое сродство к кислороду (К=10 при 1600 фС), поэтому его усвоение жидким металлом, а следовательно, повышение выхода годного и стойкости режущего инструмента нестабильны.При присадке в быстрорежущую сталь ниобия его усвоение стабильно, так как он обладает низким сродством к кислороду (К=10 прн 1600 С)Кроме тбго, ниобий является сильным нитродообразующим элементом, поэтому при присадке в быстрорежущую сталь 0,05- 0,30 ниобия и 0,04-0,09 азота образуется большое количество мелко- дисперсных нитридови карбонитридов ниобия, которые служат .готовыми центрами кристаллизации. Вследствие этого при затвердевании быстрорежущейстали, выплавленной предлагаемымспособом, получается более мелкоезерно и равномерное распределениекарбидной фазы, что уменьшает степень дендритной ликвации, повышаеттехнологическую пластичность сталии выход годного металла.Кроме того, нитриды и карбонитриды ниобия задерживают рост зерна аустенита при нагреве быстрорежущейстали под закалку и ее можно нагревать на 15-20 С выше, тем самым уве.личивая легированность твердого раствора, что повышает теплостойкостьбыстрорежущей стали и стойкость изготовленного из нее режущего инструмента,При присадке в металл менее 0,05ниобия образуется незначительное количество нитридов и карбонитридов, 2 Очто не обеспечивает эффекта модифицирования. Увеличение количества присадки ниобия свыше 0,30 приводит кувеличению не количества дополнительных центров кристаллизации, а к увеличению их размеров. Качество металла при этом не улучшается,Ниобий труднорастворим в стали иимеет высокую температуру плавления(2470 С), поэтому его необходимо присаживать на чистое зеркало металла 30с последующей выдержкой до присадкишлакообразующих в течение 5-10 мин.Присадка ниобия на чистое зеркало металла позволяет избежать его ошлакование и значительно увеличивает скорость растворения.Исследованиями установлено, что.время выдержки после присадки ниобияна чистое зеркало металла до присадки шлакообразующих должно быть в пре 40делах 5-10 мин. В течение 5 мин навеска ниобия в количестве 0,05-0,30успевает полностью погрузиться в металл, так как удельный вес ниобия(8,57 г/см) выше, чем у быстрорежущих сталей (8,2-8,3 г/см ).При снижении времени выдержки менее 5 минчасть ниобия не успевает погрузитьсяв расплав и ошлаковывается, что приводит к увеличению его потерь. Увеличение выдержки металла до присадкишлакообраэующих свыше 10 мин приводитк увеличению газонасыщенности сталии, как следствие, к снижению ее качестваП р и м е р, Быстрорежущую сталь10 РбИ 5 выплавляют в 60-килограммовой индукционной печи., После расплав=ления шихты, рафинирования и раскисления металла алюминием (0,5 кг/т)скачивают шлак и на чистое зеркало металла присаживают ферйниобий на0,03-0,40 ниобия (без учета угара).После выдержки в течение 5-10 минприсаживают известь и плавиковый шпат,раскисляют металл алюминием (О, Змг/т)и присаживают аэотированный Феррохром до получения в металле 0,040,09 азота. Сталь разливают на два30-килограммовых слитка. Качествостали 10 РБИ 5, выплавленной по предла.гаемому способу, сравнивают с качеством металла, выплавленного по известному способу. Из одного слиткаизготавливают образцы для исследования пластичности металла методом горячего кручения, другой слиток куютна Ф 30 мм, иэ которого вырезают реэцывВ таблице приведены результаты испытаний,Как видно иэ таблицы, пластичностьбыстрорежущей стали 10 Р 605, выплавленной по предлагаемому способу притемпературе горячей деформации, иа30"45, а стойкость изготовленных резцов на 20-30 выше аналогичных характеристик стали 1 ОРбИ 5, выплавленнойпо известному способу.Производство быстрорежущей сталипредлагаемым способом позволяет ловысить качество выплавляемого металла,1 увеличить выход годного и улучшитьслужебные характеристики режущегоинструмента.1 Ц О 4 РХ Э 1 ООД ЮХйф хоообэаоаон дсьНоы.1хоЭФХЭО6 НХ о о л л с с о о о 1 ЮЭО 1 арх о Х 1хй61 ХИ 1 Ха 1 О1 Э 1 Ы1 Ц 1 Дох1 О Х 1 1 1Х 1 О 1 ПХЭ 1 О 1 1 1 о 1 ОНЭ АВЭО01 х о, о11 Э1 Хх1 Э 1 0о ххоххоуР ФвахахвоВ хЭоЭф 1 й 1 ЖЮ 1 л1 о773085 Составитель А. ПруссРедактор В. Романенко ТехредА,Ач Корректор И.Куска Заказ.7432/32 Тираж 608 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, москва, Ж, Раушская наб., д. ",/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения Способ выплавки быстрорежущей стали, включающий расплавление шихты, рафинирование металла, раскисление в печи алюминием, введение азота до получения его в металле 0,04-0,09% и легирование, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества металла и увеличения выхода годного, легирование ниобием в количестве 0,05-0,30 производят до введенияазота после скачивания шлака с последующей выдержкой в течение 5-10 миндо присадки шлакообразующих. 5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 438707, кл. С 21 С 5/52, 1972.2. Авторское свидетельство СССР