Способ раскисления и легирования ванадийсодержащей нестареющей стали и смесь для его осуществления

 

Изобретение относится к способам раскисления и легирования ванадийсодержащей нестареющей стали и к смесям для его осуществления о Цель изобретения - увеличение устойчивости к деформационному старению, повышение хладостойкости и предела текучести , снижение угара легирующих элементов В соответствии с изобретением производят слеипощие операции: предварительное раскисление в печи силикомарганцем, введение на струю металла при переливе в ковш смеси, содержащей ванадиевый ферросилиций, брикеты из титана и алюмомагния, силикомарганеца При этом соотношение ванадия, титана и алюминия в смеси составляет соответственно 1:(0,17 - 1,5):(О,71 - 6,0), а брикеты вводят в количестве 0,8 - 1,6 кг/т. Смесь для ковшевой обработки содержит, мас.%: ванадиевый ферросилиций 34 - 79, титан 0,7 - 2,7, алюмомарганец 3 - 11, силикомарганец остальное Использование предлагаемого технического решения позволяет достигнуть следующих свойств: КСи, Дж/см , при -60°С 33 - 64, при -60°С после 10%-ной деформации 19 32, при -60° С после 10%-ной деформации и старения 14о. 27, 6 после улучшения 530 - 653 Ша. При этом угар ванадия составляет 3 - 5%, а угар титана 35 - 37%. 2 с.п. ф-лы, 2 табл о (Л СлЭ О5 О5 СП 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 537 А1 д) 4 С 21 С 7/04, 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4082235/22-02 (22) 03.07.86 (46) 15 ° 01 ° 88. Бюл. 1(- 2 (72) В.Л.Шагалов, Ф.С.Раковский, М,С.Михалев, В.В.Скрипченко, С.П,Бо-, чаров, Л.И.Берштейн, Л,М.Аксельрод, Ю,Л,Ройтман, С.В,Лукин и С.И.Попов (53) 669.046,558 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

: У 908845, кл. С 21 С 7/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 632736, кл . С 21 С 7/06, 1977. (54) СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕЙ НЕСТАРЕЮЩЕЙ . СТАЛИ И СМЕСЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам раскисления и легирования ванадийсодержащей нестареющей стали и к смесям для его осуществления. Цель изобретения — увеличение устойчивости к деформационному старению, повышение хладостойкости и предела текучести, снижение угара легирующих элементов. В соответствии с изобрете- кием производят следующие операции: предварительное расвисление в печи силикомарганцем, введение на струю металла при переливе в ковш смеси, содержащей вачадиевый ферросилиций, брикеты иэ титана и алюмомагния, силикомарганец. При этом соотношение ванадия, титана и алюминия в смеси составляет соответственно 1:(0,17—

1,5):(0,71 — 6,0), а брикеты вводят в количестве 0,8 — 1,6 кг/т, Смесь для ковшевой обработки содержит, мас.%: ванадиевый ферросилиций 34 — 79, титан О, 7 — 2, 7, алюмомарганец 3 — 1 1, силикомарганец остальное. Использование предлагаемого технического решения позволяет достигнуть следующих свойств: KCU Дж/см, при -60 С

33 — 64, при -60 С после 10%-ной деформации 19 - 32, при -60 С после

10%-ной деформации и старения 14...

27, Ь после улучшения 530 — 653 GIa.

При этом угар ванадия составляет 3—

5%, а угар титана 35 — 37%. 2 с,п. ф-лы, 2 табл.

1366537

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам производства качественных сталей для ответственных литых деталей, например деталей транспортных средств, Цель изобретения — увеличение устойчивости к деформационному старению, повышение хладостойкости и предела текучести стали, снижение yraра легирующих элементов.

Эффективность воздействия вводимых сплавов обусловлена глубоким раскислением и деазотированием выплавляемой стали за счет максимального связывания кислорода и азота в прочные соединения. Благодаря этому максимально снижается присутствие кислорода и азота в растворенном состоянии, когда в результате по-. верхностной активности азот концентрируется по границам зерен, способствуя образованию в этих зонах фазовых и структурных составляющих, являющихся очагами разрушения состаренного металла. Введение регламентированных количеств ванадиевого ферросицилия и брикетов из титана и алюмомагния обеспечивает получение в присаживаемой смеси определенного опытным путем оптимального соотношения вводимых нитридообразующих элементов ванадия, титана и алюминия °

Эти элементы снижают растворимость азота и образуют дисперсные нитридные фазы, которые, являясь ингибиторами, измельчают структуру металла при аустенизации и после окончательной термообработки обеспечивают повышение предела текучести, ударной вязкости и хладостойкости. Формирующиеся при отпуске закаленной стали нитриды и карбонитриды ванадия и титана способствуют реализации процессов дисперсионного твердения и повышению предела текучести за счет взаимодействия с дислокациями при пластической деформации и обеспечивают выполнение требований по эксплуатационной надежности литых деталей.

Изобретение иллюстрируется примерами, результаты выполнения которых приведены в табл,l и 2, Стали типа 20ФТЛ-20Г1ФЛ в электро. дуговой печи выплавляют с раскислением и легированием по предлагаемому и известным способам, По достижении содержания углерода в металле

0,17-0ii8 в печь для предваритель40

50 алюмомагния.в количествах, соответст«.5 венно меньших 0,7 и ЗХ, или при не5

1r

35 ного раскисления вводят силикомарга= нец. После выдержки металла в печи и достижения температуры 16001610 С плавку выпускают в ковш. При раскислении и легировании по предлагаемому способу на струю металла при выпуске присаживают смесь, содержащую ванадиевый ферросилиций, брикеты иэ титана и алюмомагния, силикомарганец из расчета граничных и средних значений вводимых компонентов. Брикеты иэ алюмомагния и титана содержат 76 . алюминия, 19Х титана и 5 . магния, ванадиевый ферросилиций содержит 40% кремния, 5 ванадия и 55Х железа.

По известному способу при выпуске плавки на струю металла присаживают смесь из ферросиликованадия, содержащего 13Х ванадия, ll кремния, 76 железа из расчета получения требуемого содержания ванадия в готовой стали и ферросиликокальций Ск20 в количестве 8,5 кг/м.

Готовую сталь разливают в трефовидные пробы. Сравнительные испытания на хладостойкость проводят как после нормализации, так и после дальнейшей деформации в размере 10 и такой же деформации со старением нагрев до 250 С, выдержка 1 ч).

Предел текучести определяют после закалки от 940 — 950 С с последующим отпуском при 630-650 С на цилиндрических образцах.

Характеристики известного и предлагаемого способов легирования, а также величины угара, ванадия и титана, полученные при их осуществлении, приведены в табл.1, Предел текучести после термического улучшения, ударная вязкость при комнатной и отрицательных температурах в исходном (нормализованном) состоянии, после деформации, деформации и последующего старения приведены в табл.2, При присадке брикетовиз титана и алюмомагния в количестве меньшем

0,8 кг/т при вводе в состав легирующе-раскислительной смеси титана и достатке титана и алюминия относительно ванадия не обеспечиваются достаточное раскисление металла и содержание алюминия в готовой стали, Т а б гг.н гг а 1

Отношение

Уг Тг.г А1

При« ð асггод рике ов ие аншиоиагнив и титана, г/т

»

35 17

2 1,65

Остен ъное 6

lг0 38гl 47

lг0 ° 35г1,41

1:Oå,75:3ý,b

1,3!,8

То хе

3 160

4 0,80

5 0,72

I 4

5 ° 6

34 °

0,7

«н»

lг:0,62!2 ° 75

1,0

Останвное 10

«Il»»

1,7.

7 О э во

8 0 72

9 1,60

1О 1,65

l 0,17г0 71

097

2,5

1 г0 ° 15:0,65

« «

0,6

37

2,0

l г 1,5!6,0

09233

1: 1,62:6,25 .2,8

«н»

3 136 необходимое для связывания азота в. нитридные и карбонитридные фазы. В результате повышается чувствительность к старению, не обеспечивается диспергирование структуры и необходимые предел текучести и хладостойкость термообработанной стали, Кроме этого повышается угар ванадия, При присадке брикетов из титана и алюмо-. магния в количестве большем 1,6 кг/т и введении титана и алюминия в количествах, превышающих соответственно

2,7 и llX а также при избытке алюминия и титана по отношению к ванадию в стали образуются крупные включения нитридов, являющиеся концентра торами напряжений и способствующие хрупкому разрушению, особенно при отрицательных температурах.и после естественного старения.

Данные, приведенные в табл,! и 2, показывают, что предлагаемый способ раскисления и легирования ванадийсодержащей нестареющей стали и смесь для его осуществления обеспечивают высокую работоспособность деталей ходовой части вагонов в различных климатических условиях.

Формула изобретения

1, Способ раскисления и легирования ванадийсодержащей нестареющей б 1,32 . lг0,45: 1,8

6537 4 сталиг включающий предварительное раскисление в печи силикомарганцем, окончательное раскисление и легирова5 ние в ковше ванадиевой лигатурой, отличающийся тем, что, с целью увеличения устойчивости х деформационному старению, повышения предела текучести, хладостойкости и снижения угара легирующих элементов, окончательное раскисление и легирование стали проводят в ковше ванадиевым ферросилицием, силикомарганцем и брикетами иэ титана и

15 алюмомагния, IlpH этом соотношение ванадия титана и алюминия в смеси .составляет соответственно 1:(0,17—

1,5): (0,71-6,0 ), при этом брикеты вводят в количестве 0,8-1,6 кг/т

20 стали.

2 ° Смесь для раскисления и легиро вания ванадийсодержащей нестареющей стали, включающая ванадиевый ферроси", 25 лиций, силикомарганец, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что при ковшевом легировании она дополнительно содержит алюмомагний и титан при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Ванадиевый ферросилиций 34-79

Титан 0,7-2,7

Алюмомагний 3-11

Силикомарганец Остальное

1366537

e e q e an e an ю е е о е а Ф е) м о а в an и а ез еч л е . и

Ф в д о в д o cv д в а а о ю еев а д о g o . л

ch c4 в в е а си а

ch е а е w co мъ Ф я

cv an ф сф 4ч ol ln

° Ф \ в л o o м\ e o» o a е e л щ в л e an еа в e o о - - а Я о

«o,«an в е

Я e л an л е мi а .сса а в е а л л в е

Щ ° ° Ю а о - о е ® > o е а в ™ е ch ® » в м «ч о в ааа в el е а cc e an e cv o а в л

О4 о

° v an в м е л а в а а. а

C4 () cc g an а и е е сп î cv е в е и е а л а cv е е Я е