Способ внепечной обработки сталей в ковше смесью ферротитана и ферроцерия

 

Изобретение относится к способам раскисления и модифицирования литых азотсодержащих сталей и може.т быть использовано для получения высококачественных сталей, например Х2И49МАФЛ. Цель изобретения - повышение пластичности и ударной вязкости при отрицательных температурах. Способ включает следующие операции: в печь перед разливкой присаживают 4,4- 2,5 кг/т азотированного феррохрома, обработку стали в ковше проводят совмесфной присадкой ферротитана, феррованадия и ферроцерия в количествах соответственно, кг/т: 2,0-5,0; 4,25-11,25 и 1,0-2,6, чтобы обеспечить в готовом металле содержание титана, ванадия, церия и азота в соответствии с выражениями TiKN

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК заяц 4 С 21 С 7/04, 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° Ф ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4097313/31-02 (22) 25.05.86 (46) 30.08.88. Бюл.У 32 (71) Ленинградский политехнический институт им. М.И.Калинина (72) А.А.Казаков, В.М.Колокольцев, А.Х.Уразгильдеев и Б.Б.Гуляев (53) 669.046(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 443919, кл. С 21 С 7/06, 1972, Авторское свидетельство СССР

У 1135771, кл. С 21 С 7/06, 1983. (54) СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЕЙ В КОВШЕ СМЕСЬЮ ФЕРРОТИТАНА И

ФЕРРОЦЕРИЯ (57) Изобретение относится к способам раскисления и модифицирования литых азотсодержащих сталей и может быть использовано для получения высококачественных сталей, например

Х2И49МАФЛ. Цель изобретения — повы/

„„Я0„„1420034 А1 шение пластичности и ударной вязкости при отрицательных температурах. Способ включает следующие операции: в печь перед разливкой присаживают 4,42,5 кг/т азотированного феррохрома, обработку стали в ковше проводят совместной присадкой ферротитана, феррованадия и ферроцерия в количест вах соответственно, кг/т: 2,0-5,0;

4,25-11,25 и 1,0-2,6, чтобы обеспечить в готовом металле содержание титана, ванадия, церия и азота в соответствии с выражениями (Ti1(N 3 (! 2-2,2) .10 з; (V)(J - (4,5-6,4)» 10 ; Се)ГН) ** (0,5-1,5) .10 . Использование способа позволяет получить следующий уровень свойств: 6>?

1098»1100 МПа; о,2 892 900 МПа1

14)1-14,3; q = 49,8-50,2; КСИ

= 0,88-0,93; КСИ = 0,75-0,80. С

2 табл.

1420034

И зобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения высококачественных сталей.

Цель изобретения - повышение пласТичности и ударной вязкости при отрицательных температурах.

Опытным путем установлено, что при введении ферротитана менее

2, 0 кг /т или при соотношении (Т11 $N )(10

1,2 10 в готовой стали не дости» ается глубокого раскисления и моифицирования, так как весь титан асходуется на удаление кислорода, образования нитридов титана, кото1

ые служат дополнительными центрами ристаллизации, не происходит и не достигается необходимой степени из1 мельчения зерна.

При добавке ферротитана более

5 кг/т или при соотношении 1.ТЯ (Н ) . 2,2 10 образуются скопления кси- и карбонитридных включений, оторые снижают ударную вязкость при

Йизких температурах. 25

Нитриды ванадия выделяются из твердого раствора стали при 900-!

1050 С ипредставляют собой мелкодис1 ерсные включения, которые эффективно

Модифицируют структуру литой стали.

При введении феррованадия менее, 4,25 кг/т или при соотношении PV)Lmj 4,5 10 количество нитридов ванадия невелико и эффект модифицирования слабь|й, При добавке феррованадия более 11,25 кг/т или при соотношении

35 (7 1(0 ) 6, 4. 10 образуется большое чксло нитридов и карбонитридов вана,,с дий, что приводит к перенапряжению металлической матрицы и снижению хладостойкости .

Церий .эффективно модифицирует неметаллические включения, является сильным раскислителем и десульфуратором, улучшает вязкость стали. Добавка церия менее 1,0 кг/т или при соотношении (Се1 ГН) < 0,5 -10 в готовом металле неэффективна, так как мало влияет на природу неметаллических включений, При введении ферроцерия более 2,6 кг/т или при соотно.шении 5Cej(Н1 1,5.10 церий подавляет процесс нитридообразования с участием титана и ванадия за счет снижения активности азота, что понижает эффект модифицирования. Кроме того, церий образует сложные оксисульфонитридные включения больших размеров, расположенные неравномерно по объему стали, что резко снижает ударную вязкость а порог хладостойкости смещается в область положительных температур.

Повышение хладостойкости сталей, обработанных предложенньм способом, достигается за счет совместного введения указанных элементов с азотом, при котором провоцируется образование дисперсных избыточных фаз на разных температурно-временных этапах формирования стальной отливки.

Изобретение иллюстрируется примерами, результаты выполнения которых приведены в табл.1 и 2.

Стали выплавляют в индукционной печи с набивным магнезитовым тиглем.

После расплавления в сталь присаживают чугун и раскисляют ферросилицием ФС75. Затем, при 1600 С в расплав дают хром и повышают. температуру до 1620 С. На 30 мин жидкого периода плавки присаживают азотированный феррохром ФХН600А (7,9X. азота). После скачивания шлака при 1620-2650 С металл сливают в ковш, присаживая на струю ферротитан ФТИ35а, феррованадий

ФВд35а и ферроцерий (507. церия) °

Затем с поверхности металла в ковше снимают шлак и производят разливку в подсушенные песчано-глинистые формы.

Полученные слитки подвергают термообработке (высокотемпературная гомогенизация и двойная нормализация с вы соким отпуском) и изготавливают образцы для исследования свойств.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Сравнение результатов испытаний сталей, обработанных известными спо собами и предложенным показывает преимущества последнего по более высоким значениям пластических и хладостойких свойств, что позволяет повысить надежность изготавливаемых из них деталей.

Формула изобретения

Способ внепечной обработки сталей в ковше смесью ферротитана и ферро7» церия, отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности и ударной вязкости при отрицательных температурах, в печь перед заливкой присаживают 4,4-2,5 кг/т азотированного феррохрома, а обработку стали в ковше проводят совместной присадкой ферротитана, феррованадия и ферроцерия в количествах соответственно 2,01420034 (Тд) (0 ) (1,2 — 2,2) 10 (71(И) = (4,5 — 6,4).10 (Cel (N) = (0,5 — 1,5) .10

Таблица 1 авов, вводимых при стали кг/т

Способ по при мерам

l,0

2,0

1,8

3 5

2,6

6,0

3,0

0,7

2,6

0,27 1,8

4,0 5,0

l,5

6 5,0

7 t2) 4,2

11,25 4,4

2,5

Тасяица 2

0,035 .

° 0,13

1098 896 !4,! 49,8 0,91 0,80

0,034

0,014

0,5 10-Э

l,2 10

4,5 10

9 1109 892 14,3 50,2 0,93 0,80

0,22

0,07

0,025

0,04

3 8 !100 900 14,! 50,0 Оэ88 0,75

1,8 ° 10 р,1 О-Э

Oil l

0,020

2,2 .10

4 6 1046

0,15

858 !1,3 32,8 0,62 0,54

0,36

0,016

5,8 10

2,3 .10

О,IO

5 7 1052 876 10,2 25,6 0,52 0,38

0,030

0,038

1,1 1О

3 8.1р Э

О,5.1О

28,2 0,68 0,59

09035

О, lp

0,33

0,070

I 1,5 I (Ã

2,4 .11Г

3 5-10 Э!

7 7-8 1080 880 11,2 38,р p,5p р 45

5,0; 4,25-11,25; 1,0-2,6 кг/т и обеспечением в готовом металле содержания титана, ванадия и азота в соответст.вии с выражениями:

6 8 1126 966 9,2

4,25 4,4

8,1О 3,0

11,25 2,5

12,0 2,0

;5,5.10

0,32

6,4 Ir

0 075

1,5.10

0,085

1,4 1О

0,012