Сплав для раскисления и легирования стали

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ссноз Советскик

Социалистических

Рес убл

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву. (22) Заявлено26.12.80 (21) 3223322/22-02 (31) M. Nh. с присоединением заявки №

С 22 С 35/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 669.15 -198(088.8) Опубликовано 300882. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 300882

И.И. еРемин, В.N. Тимофеем, Е.H. араамасиеа, Срз.аа саима, С.A. Спирин, A.Ë. Егоров, P.A. Невский, В.р. Мизин, В.М. Меньшенин, В.И. Кулинич, Г.В. Чернушфн, Н.Ф. Бахчеев, В.Е. Гаврилов и А.И. Агарыш в с

Ленинградский горный институт им. F.Â. Плеханова и Уральский научно-исследовательский институт-.:., черных металлов (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ

СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии„ конкретнее к изысканию сплавов для раскисления и легирования стали.

Известен сплав g1) для раскисления и легирования стали следующего химического состава, вес.Ъ:

Алюминий 3-10

Кремний до 55

Кальций 3-20

Магний 5-10 .Железо Остальное

К недостаткам данного сплава . относятся низкие прочностные свойства раскисленной известным сплавом стали из-за отсутствия в нем карби/ до- и карбонитридообраэующих элементов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является сплав (2gдля раскисления и легирования стали следующего химического состава, вес.%:

Марганец 40-80

Кремний 4-30

Ванадий 2-7

Титан 0,1-5

Алюминий О, 1-4

Кальций и/или магний О, 1-4

Азот 0,03-3

5 Железо

Остальное

Недостатками известного сплава являются низкие пластичность и удар ная вязкость к легируемой стали, повышенный угар легирующих элементов.

Цель изобретения - повышение пластичности и ударной вязкости стали и снижение угара легирующих эле» .ментов.

Поставленная цель достигается тем, что сплав для раскисления и легирования стали, содержащий алюминий, кремний, кальций, магний, титан, азот и железо, содержит компоненты в следующем соотношении, вес.Ът

20 ;, ний

11-30

Кремний 30-75

Кальций 0,51-2,5

Магний 0,1-1,2

Титан 0,1-3,8

25 Азот 0,08-0,95

Железо Остальное

В табл. 1 приведен химсостав сплава для раскисления и легирования стали; выплавленного в лабораторных . 30 условиях.

954477 Содержание элементов, вес. В

Сплав

Са 14g

Al

Мп

0,4 (Са - Mg) 0,3

Известный

0,6

0,8

ПредлагаеМый 11

0,51

1,2

2,0

0,08

1,2

1;2

0,51

2,0

0,75

0,51

2,0

0,95

2,5

0,1

0,1

0,9

0,9

2,5

2 5

0,1

0,1

2,5

3,8

0,9

3,7

2 0

55

1,0

0,3 I

В предлагаемом сплаве титан является черезвычайно сильным карбидообразующим элементом. Вследствие образования карбидов, а также карбонитри .дов титана, вызывающих эффект диспер сионного .твердения, происходит увеличение предела текучести и предела. прочности стали, при этом хладо,стойкость может несколько понизиться.

Образующиеся в стали в присутствии азота нитриды титана и алюминия спо-.<0 собствуют измельчению зерна, что при» водит к некоторому упрочнению стали с одновременным повышением ее хладостойкости. Наиболее благоприятный эффект от влияния двух взаимно про- 15 тивоположных факторов: дисперсионного твердения, повышающего прочностные.свойства при снижении вязкости и хладостойкости, и измельчения зерна, способствующего повышению пластичес- 2О ких и вязких свойств, может быть получен при комплексном использовании алюминия, азота, титана, кальция и магния для раскисления и легирования. 25

В состав предлагаемого сплава могут также входить и другие элемен.ты, например С, Р, S, которые являются примесями и не оказывают. заметного влияния на достижение цели изобре- 30 тения. Примеси могут попадать в сплав из шихтовых материалов, используемых для его получения..

Сплав предлагаемого состава имеет низкую температуру плавления легко растворяется в стали за счет тепла экзотермических реакций. При использовании сплава реализуется положительный эффект комплексного легирования, снижается угар легирующих элементов и улучшаются механические свой ства стали.

С использованием полученного сплава на опытно-экспериментальном заводе уралНИИЧМ проведены опытные. плавки стали марки 17Г1С в индукционной печи.

Металл опытных плавок раскисляют и легируют стандартными ферросплавами (силикомарганцем и ферросилицием) в печи, затем фракционно выпус« кают в ковши емкостью .50 кг, где окончательно раскисляют и легируют предлагаемым и известным сплавами. Технологические параметры плавок приведены в табл. 2.

Полученную сталь разливают на слитки массой 10 кг, которые затем проковывают на пластины толщиной

16 мм и прокатывают на лабораторном стане "270" до толщины 10 мм. Химсостав готовой стали и ее механические свойства в горячекатаном состоянии приведены в табл. 3 °

В табл. 4 приведен угар легирующих элементов при раскислении стали известным и предлагаемым сплавом.

Как видно из .приведенных таблиц, применение для раскисления и легиро- ( вания предлагаемого сплава позволяет уменьшнть количество применяемых фер-, росплавов, снизить угар кремния, титана и алюминия на 3,3; 3,1 и 12,5% соответствейно, увеличить пластичность и ударную вязкость металла на

24 и 57% соответственно. ,Таблица1, 954477

° (Ю 1

Ю 1 с

I 1

I 1

I 1

1 И

I !

Г с.1

% (Ю

»

Ю 1

Ю 1 о 1

М о

Ch о о с

1 Ю

Ch ь ь

М ь (»

%(Ю

Ю

%-1 ь с

Ю I! Ф

СЧ ь с

С Ъ

% ( ь

М

aD!

-1 I

1 1

1 1!

1 1

Ю 1 г-1 I

o (1 (((I 1

Ф 1 1

1 1 а 1

Х I I

Х 1 bo I

Я(:Е 1

Я ! ь 1 а! 1 х l

I 1

Э I 1

Ц 1

t сб

ot ( х 1

Е 1!!

co! х 1

Щ г.(и

1 о о 1

1

1 (Ч

%-1

Ю

П(%-Ч

Ю

1 (Ч

I

1

I о о с . о (!Ъ -1

Ю

Р Ъ я-1

М о

% 1

Ю

%1

М

° (! о

C) ! о -1 ь

Ю ь

Ю (! я-1

Ю

М

aD с(! т-1 о о

1

1

1 Ю о

° (!

%-1

Ю

М

СО ь о

М

C) аА

1Ч о

М о аА

1Ч

C) М

Ю l

I аО ь о.

Ф

ah ь

Ю

М

Ю

»

Ю!

» (»

aD

Ю

ЧР

5

CO в

» т-1

CO иЪ 1

f с-1 (1 х

I Х

1 (ft

1 l

I ) 1

1 1

1 1

\- — — — — !!

fh ао

Ю

М

1

l 1

I Я !t0

Д Й

1

I ! 1

%-1

%-1

Ю

1 1 о

1 Gf(C 1

ftt х х о ! воыв г — т — ——

%-1

Ю х о

ftf о

Ц о х

I аА

%- с -1

1А

М

%-4

l О! 11

Х Х Ф !-1, хйх хохм (ох(v ! — — — -! аО

» я-1

I Х ( (х н

I 4 Я

1 Э >э

1 1-", Р! (Ч

Ю

aD

1.0

Ю

Ю ь

М

Ю о

»

СО

Ю

Ю

М

Ю аА о ь

»

I

1

1

I

Й е х «((а о о (tt f6 (f!

at(д ((( о ц ое ио

Са

Ch

Ю ь! (Ch о (»

° .4

Ю

CO

Ю

» ь

aD

М аА сЕ

Ю о

I (U

Ф

Itt (tt

tat Я и х! !!!

g (It

1

I

I1 рхо обй

1„ х о

Ch о х (!! !

I !

- — — -3 г(о о

% о

1 Ч! (Ч

М ь е т4

» -1

1 аО

1 о!

I 00 о о

» о

I о

1 г(1

» о

1 ( (» 1 с о

l

1 .Ю

I 10 с еЧ

1

1

1 I

I I

00 1

Ю I с о

I 1

1 СЧ 1

I

1.

% 1(аА

С1 (Ч о D

% » о о (l

1 (Ч

10 1. (A о о о с о о

I 1

1 1

l» с(I (» %-Ч

% »

О t 1

I 1 I

1

1 ! I (1

1

1 1

1

I н с ъ с-1 1 к-1

I (! t

I и аА

»

1 Ю о

1 l

1

СО СО о aD

1 о Ю

» о

1! I

I 01 ь

» ь (°

» о о

1

1 1

1 I

1 I

1 1

1 t

1, t

1 Ch 1 о о! о

00

1"Ъ

М

I (Ч

1 с4 . о

I н

Ю I о ъ о Ф ь -1 1 !0 с М

Ю (1 сб 1 с-1 (л (М

; 1 !-1

I

1 1

1 а-1

1 аА с о

1 CO о о! с 1 о

О1 о ъ о

1

1 О1 о с (о

1 1

1 1

I 1

954477

Ю

«б

g 1 с . с 9 й

И х

Ц

О

«II

f4

I о

I«l 1

V 1

И I х 1

М 1 —Рх

-х 1

1 х

31 х ха, 9 бР н >,х

I о

KQ» х -v

9Х4 ннх а В О «О В 4 О

1 У,РЪ . Г Ъ сф « Ъ . Г ) тф сф

«» 1

9 н I

«б

«б I

«б 1

I.

0) с °

««l «б ха

О 9 5 ах >з

e X ««I V

09Я4

v 4 ах

««Ъ с

«h «сЪ Ю 00 Cl

««Ъ Ih ««Ъ ««Ъ ««Ъ МЪ е с о

1 1 1 1 (1

1

1

1

«» 1 о о с о

1

1 ч

«Ч

C) с

1

1 !

РЪ г4 I

О с

% « о с

C) х о д о н о

«б

9 о

9 t !

«1 l

I с н

V 1

««Ъ ««Ъ EA

Г Ъ о о о с о о о

««Ъ -« ь с

« Ъ о .о о о с . с с с о о о о н о о

И х

Х о î об

4ф \«Ъ «Г) . с с с о о о о в в со «О Ф с с о о о о

Cl фф

I о в фу У3 с с с с г4 сЧ г4

««Ъ «"Ъ. «с«

° Ф Ф Ф с с с ч

ПЪ

М

% 4 г4 В

° «« с с о о

«О

% 4 с ь

%4 %"4

%Ч . % 4 с . с о о о о

%4 Ф4 с с о о о ю4 с ь

v ! П ) v !

Х 1 х 1 х

Й

Х 1

Х 1 о !

««I I

О 1

Н 1

:8 "

««I I

«б I н !

o !

О1

° «с х и

9 I

I! б I

1 х о о н о

Ц

Ц а

О

1

1

1

1 в

N 4«Ъ О ««Ъ О о а в э в

В ««Ъ 1 ЧР C) «О

О 4 4 4 4 4

Ь О О О О О с с с с с

О О О О О О

В В О 4 В О

4 «Ч О о î î о о о с с с с с с

О О О .О .О О

954477

Таблица 4

Угар легирующих элементов, Ф

Сплав для раскисления т1

А1

Мп

20,0

0,0

75,0

19,2

Предлагаемый

27,5

23„1

23,3 87,5

19,2

Известный

Составитель Э. Петренко

Редактор А. Фролова Техред N.Tenep Корректор М. Демчик

Заказ 6372/24 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПЛП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Сплав для раскисления и легирования стали, содержащий алюминий, крем ний, кальций, магний, титан, азот и железо, отличающийся тем что, с целью повышения пластичности, ударной вязкости и снижения угара легирующих элементов, он содержит компоненты в следующем соотношении, 25 вес.Ъ:

Алюминий 11-30

Кремний 30-75

Кальцйй 0,51-2,5

Магний 0,1-1,2

Титан .0,1-3,8

Азот 0,08-0,95

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 297696, кл. С 22 С 37/04, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2842290/02, кл. С 22 С 37/06, 23.11.79.