Сплав для легирования стали

КремнийЖелезоУглеродАзот ССР 2.СТАЛИ, рема -н Ее ГОСЗКАРСТБЕННЫЙ НОЧИТЕТ СССРПО ДЕЛМ 3 ИЗОоРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) (57) СПЛАВ ДЛЯ ЛБГИРОВАНИЯсодержащий марганец, ванадий,ний, железо, углерод, о т л ию а и й с я тем, что, с целью ения температуры его плавлповышения однородности раслегирующих компонентов в суйрощения технологии легирон дополнительно содержитмедь при следующем соотношнойентов, вес. 7:Ванадий Кремний Углерод Железо Марганец 30-55 6-15 О, 1-15 16-40 2, 1-10 1-6 0,5-15.. УглеродАзотМедь 45 50 55 Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для легирования стапи ванадием, азотом, марганцем и медрю.Известен сплав для легирования стали следующего состава, вес.Х: Недостатком известного сплава является сравнительно высокая температура плавления сплава (выше 1300 С), а также то, что прн его применении для легирования сталей, содержащих азот и медь, появляется необходимость в дополнительном легировании стали азотом (например, в виде азотнрованного марганца) и медью.Применение известного сплава с относительно высокой температурой плавления для легирования стали в ковше приводит к неравномерному распределению марганца и ванадия по объему ковЬа и, как следствие, к ухудшению качества металла.Целью настоящего изобретения является снижение температуры плавления сплава и улучшение качества стали а .также упрощение технологии легировання стали азотом и медью. Указанная цель достигается тем, что. сплав для легирования стали, со.держащий марганец, вэнадий, углерод, кремний и железо, дополнительно содержит медь и азот при следующем соотношении компонентов, вес.М:, Введение в известный сплав меди в количестве 0,5-152, азота 1-6 и: повышенное (2,1- 101) содержание в нем углерода приводит к значительному (на 10-100 С) снижению температуры плавления сплава. Использование предлагаемого сплава исключает необходимость дополнительного легирования стали азотом и медью. Пределы содержаний марганца всплаве выбраны от величины 307, обусловленной максимально возможным со-держанием железа в ванадиевом шлаке, используемом при получении сплава до значения 552, выше которогоснижается производительность печи,выплавляющей сплав.Нижний предел содержаний ванадия (6 Х)обусловлен максимально возможным количеством твердого сплава,вводимым при легировании стали в ковше, верхний предел (157)определентехнологическими эатреднениями придроблении сплава.Верхние пределы содержания углерода (107) и кремния (157) обусловлены требованием наиболее полноговосстановления ванадия при электротермическом и силикотермическом процессах получения сплава соответственно.Нижний предел содержаний углерода (2, 1 Х) обусловлен необходимостью 25прнменения для легирования низко имало углеродистых сталей, кроме того, при таком его содержании уже существенно снижается температураплавления сплава.Нижний предел содержаний крем. ния (0,13) обусловлен нримеиениемсплава для легирования полуспокойных сталей.Пределы содержаний меди приняты 35 от значения 0,53, при котором начинает проявляться ее влияние на снижение температуры плавления сплава,до значения 153, при котором появляется значительная химическая неод нородность сплава. ЬПределы содержании азота принчты в интервале значений (1-63), необходимых для обеспечения содержания азота в стали с нитридным упрочнением в требуемых количествах (0,015 в . 0,0302). Такие содержания азота в сплаве могут быть получены путем его родувки газообразным азотом (в жидком состоянии) или диффузионного насьпцения в твердом состоянииПри содержании железа выше 407. сплав плохо дробится, и при наличии железа в сплаве нйже 16 Х при дробле.нии получается много мелочи.П р и м е р. Сплавы предлагаемого и известного составов были ис" пользаваны для легирования спокойной (14 Г 2 АФД, 16 Г 2 АФД) и полуспокой1742478 4ческому составу ковшевой пробы сталиприведены в табл. 2.ов- Спокойную сталь разливали сифоном в уширенные кверху изложницы с5 прибыльными надставками, а полуспор . койную - в уширенные книзу изложницы.Для оценки качества стали, легированной предлагаемым и известнымсплавами, исследовали распределение о- О легирующих элементов (марганца, ванадия, азота и меди) в объеме ковшапутем анализа проб металла, отобранных после наполнения каждого попдона. ен- Реэультаты анализа проб металла. и на содержание марганца и ванадия прих ведены в таблице 3.Колебания содержаний мери (не более 0,01-0,02 Х) и азота (не более0,00 Х)в металле опытных и сравничь ф тельных плавок по ходу разливкистали были незначительны.Металл опытных плавок прокатанна листы толщиной 16 мм.Исследования показали, что при использовании сплава предлагаемого состаза обеспечивается более высбкая однородность свойств термообработанныхлистов разных партий в пределах плавки (табл. 4). Т а блица 1 Ингредиен- Предлагаемый сплав, партиитн, вес.ХУ 92 ВЗ 94 Известный сплав,партииВ 1 У 2 Марганец 30,2 34,4 51 О 550 62,9 61,5 8,0 15,0 6,0 10,0 11,0 ВанадийКремнийуглеродАзот 8,0 12,0 20,01, 0,5 2,0 15,0 4,5 4,0 8,0 10,0 5,0 0,5 Медь ной (5 Г 2 АФДИС) сталей по ГОСТ19282-8.Сталь выплавляли в 300 т мартен ских печах по принятой технологии.Температура металла на выпуске составляла 1620-1635 С. Металл, соде жащий в вес.Е: 0,03-0,5 углерода, О,1-0,20 марганца, следы ванадия, 0,003-0,05 азота, 0,05-0,13 меди, выпускали в ковш без предварительн го раскисления.Легирование металла ошатных пла вок производили полностью в ковше сплавом предлагаемого состава, дом ныи ферромарганцем или сютикомарга цем, 5 Х Ферросилиция, присаживая и . под струю металла, на выпуске в ку ках размером0-50 мм (в поперечнике) При использовании сплава иэвестног состава дополнительно вводили в пе отходы меди и в ковш - азотированныи марганец, расход алюминия иа опытных и сравнительных плавках.спокойной стали составлял 0,8 кг 1 т.:-При производстве полуспокойной стали использовали сплавы известно состава и доменный ферромарганец с содержанием кремния ие более 2 Х и не применяли алюминий.В табл. 1 приведены данные о хими-зо чсском составе и температуре плавления сплавов разного состава. С использованием сплава каждой партии произведено п 0 1-2 плавки стали.Данные по расходу сплавов нредлагаемого и известного составов и химиТаким образом, использование пред. лагаемого сплава обеспечивает улучшение качества стали и упрощение технологии ее легирования эа счет снижения температуры плавления сплава и исключения необходимости дополнительного ввода меди и азотированного марганца..У 1 Р 2 УЗ У 4 13,0 10,0 железо 25,7 40,0 18,0 16,0 Температура плавления, С 1210 1180 1200 1240 1320 1320Т а б л и ц а 2 Известный сплав, партииУ 1 У 2 Предлагаемый сплав,гартии. 91 92 РЗ У 4 1 1 номера планок стали 3 4 5 1 12 18 10 Ъ0,14 0,14 Ванадия 0,15 0,07 0,14 0,15 0,10 0,14 1,45 Марганца 1,59 0,20 1,48 1,70 1,50 1,550,25 0,28 0,015 0,24 0,16 0.,22 0,22 0,18.0,015 . 0,016 0,018 0,015 0,023 0,018 0,025 0,030 Аэота Таблица 3 Содержание марганца (числитель) и ванадия знаменатель)в стали в зависимости от номера поддона по ходуразливки плавки, 3 . 1 2 3 . 4 5 б 7 Плавки, легированные предлагаемым сплавом 1,600,151 0,21 1 25 1 23 122 0,070 0,07 0,070 0,072 Расходсплава,кг(т Содержание742478 Продолжение табл.3 Содержание марганца (числитель) и ванадия (знаменатель)в стали в зависимости от номера поддона по ходуразливки плавки, Х Номерплавки 2 3 4 5 ) 62 1,50 1 49 1 48. 1 50О 138 О 140 О 140 0,140 1,520,140 1 51О, 140 1 500,141 1,52 1 52 1 55 1 500,150 0,148 0,150 0,148 1 550,152 1 510,150 1 520,151 1,710,142 1,710,140 1 700,142 18681565 170 15700,140 0,138 0,140 0,142 1 55 1 49 1 20 1 500814008130 09100 05140 1 650,155 1 300,170 1 45О,ЗО 1 40 1 250,145 0,110 1 190 1 3705 137 1 420,138 1,41 1,62О, 140 0,.1 39 О, 190 1 22ЗЗ 1 45 1 45 1 50 1 49,Ф 3 Таблица 4 Номерплавки Колебание свойств листа для металларазличных партий плавки относительное удлинеНИЕ Ззв , Х Плавки, легированные предлагаемым сплавом 1,0"3,0 0,5-2,0 0-2,5 0,5-4,0 0-1,5 190 285 290 390 190 280Плавки, легированные известным сплавом 7-12,5 8,2-17,0 8-14 5 8 5-19 2 13-13 5 ВБЕГИ Заказ 4933/4 Тираж 65 ПодписноеПроизв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная; 4 Нлавки, легированные известным сплавом временное предел сопротивле- текучести, ние, кгс/мм кгс/мм 2 0-2,5 2,0-3,01,0-3,0 0-2,0 3-13,09, 1-12,5 055 290 0,5-3,01-2,5 985-15 900,2-14,0