Комплексная добавка для обработки низколегированных марганцовистых сталей

 

Изобретение относится к области металлургии, к составам для раскисления стали и может быть использовано для внепечной обработки низколегированных марганцовистых сталей. Целью изобретения является увеличение реакционной способности добавки, повьшение качества стали и удешевление добавки путем использования некондиционных отходов. Комплексная добавка для обработки низколегированных марганцовистых сталей включает следующие компоненты, маСо%: масла индустриальные 0, стружку алюминиевых сплавов 20,0-50,0; стружку титановых сплавов 49-79,8. Предложенная добавка позволяет использовать вместо ферросплавов стружку цветных ме (П таллов, это повышает качество и механические свойства стали, уменьшает неметаллические включения, 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Взамен ранее изданного

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) 01) (59 4 С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. g >3>,> у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / g

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ . Pф л (54) КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ОБРАБОтКИ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ МАР ГАНЦОВИСТ1>1Х

СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к области металлургии, к составам дпя раскисле(21) 3806647/22-02 (22) 16.07.84 (46) 30.12.87, Бюл. и 48 (71) Днепропетровский государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (72) О.М.П1аповалова, H.È,måâ÷åíêo, H,Н,Музыка, Н.M.Îìåñü, Д.И.Подрезенко, Г.Л.Шаповал и В.О.Носенко (53) 669.168 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11> 546655, кл. С 21 С 7/00, 1975, Авторское свидетельство СССР ,У 314803, кл. С 21 С 7/06, 1968, ния стали и может быть использовано для внепечной обработки низколегированных марганцовистых сталей. Целью изобретения является увеличение реакционной способности добавки, повьппение качества стали и удешевление добавки путем использования некондиционных отходов, Комплексная добавка для обработки низколегированных мар-. ганцовистьгх сталей включает следующие компоненты, мас.%: масла индустриальные 0,2-1,0; стружку алюминиевых сплавов 20,0-50,0; стружку титановых сплавов 49-79,8, Предложенная добавка позволяет испольэовать вместо ферросплавов стружку цветных металлов, это повьппает качество и механические свойства стали, уменьшает неметаллические включения. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1201342

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к составам сплавов для раскисления стали. 1"1ожет быть использовано для внепечной обра5 ботки низколегированных мярганцовистых сталей. Комплексную добавку можно применять для модифицирования и ряскисления низколегированных конструкционных сталей. 10

Цель изобретения — увеличение реакционной способности добанки, повьппение качества стали и удешенление добавки путем использования некондиционных отходов. 1 .

Активное химическое взаимодействие компонентов добавки в ниде стружки, а также сокращение времени на операции нагрева и расплавления обеспечиваются увеличенной поверхностью 20 стружки (по сравнению с компактным материалом), а также образованием легкоплавкой эвтектики титана с жидким железом, температура плавления которой 1098 С.

Однако введение компонентов добавки н виде стружки, и тем более в ниде порошка повышает угар материала добавки на поверхности жидкого металла. Поэтому введение третьего компонента — индустриального масла— имеет очень важное значение. Тонкий слой масляного покрытия на поверхности стружки предохраняет стружку от прямого контакта с жидким металлом и с воздухом, тем самым играя роль защитной среды (покрытия), Масляная пленка на поверхности н момент

30

Кроме того, масляный компонент повьппает реакционную способность добавки за счет барботажа, обеспечивающего более интенсивное перемешивание металла н микрообъемах и дополнительное рафинированиеметалла за счет удаления неметаллических включений на поверхность жидкого металла.

Элементы, входящие в состав масла, повышают модифицирующее действие добавки, участвуя в образовании дополнительных центров кристаллизации, иэмельчающих структуру металла.

55 соприкосновения с жидким металлом сгорает, что приводит к последователь-40 ному взаимодействию раскисляющих и модифицирующих элементов добавки с расплавом и, следовательно, усвое-, нию компонентов добавки.

Содержание масел должно быть не ниже 0,2Х и не вьппе 1,0/, так кяк при меньшем содержании увеличивается угар алюминия и титана, я при большем — повышается содержание неметаллических включений в стали °

11етяллические компоненты добавки представляют собой некондиционные (не соответствующие требованиям

ГОСТа или ТУ), бросовые отходы машиностроительного производства, а именно: загрязненную, перемешанную по маркам сплавов стружку высокопрочных титаноных сплавов и алюминиевых сплавон. Используют стружку, образующуюся и накапливающуюся в больших количествах н машиностроении при обработке титановых сплавов и ялюминиевых сплявон.

Введение титана н укаэанном количестве обеспечивает образование центрон кристаллизации и получение мелкозернистой структуры стали, а алюминий и частично титан раскисля1 ют металл.

Содержание алюминиевой стружки должно быть не ниже 20 и не выше

502, так кяк при меньшем содержании не обеспечивается раскисление и рафинирование расплава алюминием, а при превьш ении этого предела снижаются модифицирующие свойства добавки.

Таким образом, необходимый уровень модифициронания, ряскисления и рафинирования стали достигается только при комплексном использовании всех трех компонентов добавки, при этом совместное действие компонентов повьш яет качество металла.

Примеры промышленного-опробования предлагаемой комплексной добавки для обработки низколегированных марганцовистых сталей.

Для определения влияния комплексной добавки на свойства стали были приготовлены 7 составов, а также известная смесь с оптимальным составом компонентов.

Каждая технологическая добавка была приготовлена путем смешения составляющих и брикетирования на прессе.

В качестве составляющих использовали некондиционную стружку титановых и алюминиевых сплавов и индустриальное масло, соответствующее ГОСТУ 2079975.

Предложенную добавку и известную смесь испытывали при внепечной обра

3 1 ботке стали 23Г2А. Сталь выплавляли в 150-тонном конвертере н по ходу разливки после введения шлакообраэующих присадок и раскислителя в виде алюминиевых чушек отливали опытные пробы в изложницы развесом 10 кг, Добавку вводили в копактированном виде в указанные изложницы из расчета 1 кг на 1 т стали. Полученные слитки прокатывали на лабораторном прокатном стане, проводили термообработку и определяли механические свойства по принятой методике для данной марки стали.

Показатели реакционной способности добавки и качества стали марки

23Г2А, обработанной комплексной добавкой, приведены в таблице.

?01342

О, 1 мас._#_ (см. таблицу, состав 1), отмечается снижение степени усвоения титана на - 13/, что приводит к не5 допустимому снижению показателей качества стали. При увеличении содержания масел выше заявляемых.пределов, например 1,1 мас.X (вариант состава

7 таблицы), наблюдалось загрязнение металла неметаллическими включенияг ми, при этом ухудшалось качество стали по механическим свойствам, Для вариантов 2 и 6 характерны, соответственно, мало раскисляющие

15 и недостаточно модифицирующие свойства, в результате чего показатели качества стали по содержанию неметаллических включений и механическим свойствам не удовлетворяют требовани2р ям ТУ на данную сталь.

Проведенные опыты показали высокую степень усвоения титана (75...

85 мас.Х), что свидетельствует о высокой реакционной способности предлагаемой добавки, Наиболее высокий уровень механических свойств, удовлетворяющих требованиям ТУ 14-1-1258-75 и ТУ 14-13596-83 на сталь 23Г2А, получили для стали, обработанной добавками с предложенными пределами содержания входящих в нее компонентов.

Одной из важнейших и трудно достижимых характеристик качества стали является ударная вязкость, уровень которой по ТУ должен быть не ниже

8 кгм/см при твердости по Бринеллю а не вьппе 179 кг/мм . Из данных, приведенных в таблице, видно, что варианты добавки 3, 4 и 5, лежащие в предлагаемых пределах состава, имеют . достаточно высокие показатели этих

2 характеристик (А„= 10,4-12,3 кгм/см, НВ = 145-167 кг/мм ). Для этих составов характерно высокое модифицирующее действие добавки. Сталь, обработанная указанными составами, имела мелкозернистую структуру, соответствующую 7-8 баллу аустенитного зерна.

Низкое содержание неметаллических включений в стали (оксидов, нитридов, сульфидов и др.) свидетельствует о высоком радинирующем и раскисляющем действии добавки. Количество неметаллических включений в стали, обработанные комплексной добавкой, изменяется в пределах 0,006-0,007 .

При. уменьшении содержания масел ниже предлагаемого предела, например

Формула изобретения вых сплавов 20,0-50,0

Стружка титановых сплавов 49 -79,8

45- 2 ° Добавка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что стружка алюминиевых сплавов имеет следующий хими. ческий состав, мас.Ж:

Алюминий

5р Магний

Хром

Титан

Кремний

Железо

95,4-99,08

0,25-1,1

0,05-0,25

0,02-0,35

0,2-1,2

Остальное

3, Добавка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что стружка титановых сплавов имеет следуюший химический состав, мас.7.:

1. Комплексная добавка для обра25 ботки низколегированных марганцовис-. тых сталей, включающая алюминий и титансодержащий материал, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью увеличения реакционной способности добав3р ки, повьппения качества стали и удешевления добавки путем использова-. ния некондиционных металлических отходов, она дополнительно содержит индустриальные масла, в качестве алюЗ5 миния — стружку алюминиевых сплавов, а титансодержащего материала — стружку титановых сплавов при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Масла индустри4р альные 0,2-1,0

Стружка алюминие1201342

0,05-0,3

0,1-2,0

0,05-0,9

0,1-0,3

Остальное

Кремний

Марганец

Углерод

Кислород

Железо

80-95

3,0-7,0

0,5-3,0

0 05-2,5

0,2-2,0

Титан

Алюминий

Молибден

Хром

Ванадий

Показатели реакционной способности добавки и качества стали марки 23Г2А после внепечиой обработки тав добавки, масЛ

Показатели качества стали

Показатели реакционной способности добавки

Ва со до твердость

HB& кгlмм

1 рна кос

/см содеркание неместепень ераль- алю масла ние стр титан ая тр увк уст ни тн усвоения титана, 2 таллических включений, Х ерн

65,0

69,9

30,0

78,0

80,8

l9,0

75 >О

20,0

79,8

64,4

83,0

35,0

85,0

5 1,0

50,0

49,0

48,0

5I,0

81,0

6 1,0

7 1,!

80,0

34,0

64,9

Прототип

88,0

12,0

45,0

0,016

3-4 5,2

193 ферротитан ФТО

Составитель Н,Асеева

Редактор П. Горькова Техред Л. Олийнык Корректор Л,Пилипенко

Заказ 6419

Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Гоеударственного комитета ССОР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная,4

1 091

2 0,2

Э 0,2

4 0,6

0,010

0,012

0,007

О,007

0,006

0,009

0,012

4 5 6,5 187

5 6,9 180

7-8 12, 3 167

7-8 11, 2 164

7 IО,4 145

5 6,0 190

5 7,0 182