Способ получения легированных сталей

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения стальных конструкционных материалов, обладающих повышенной ударной вязкостью. Цель изобретения - повышение ударной вязкости сталей. В перегретый на 180 - 200°С над температурой ликвидус расплав чугуна вводят легирующие элементы, а затем лом малоуглеродистой стали в количестве 200 - 700% от массы чугуна. Окончание плавки ведут при 1580 - 1620°С. Кованный металл, полученный по этому способу, имеет слои или узоры, аналогичные рисункам булатных сталей. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения стальных конструкционных материалов, обладающих повышенной ударной вязкостью. Целью изобретения является повышение ударной вязкости стали. П р и м е р 1. Способ осуществляют при выплавке стали 40ХГМ в индукционной печи ИСТ-0,16. Шахта состоит из чугуна и лома углеродистой и малоуглеродистой сталей. Загрузку шихты из чугуна и лома углеродистой стали в количестве 30 кг с расчетным содержанием углерода 2 мас. расплавляют и перегревают до 1640^оС, вводят феррохром, молибден и марганец из расчета марочного состава. Двумя порциями в расплав добавляют по 60 кг лома малоуглеродистой стали (400% от массы чугуна). Расплав нагревают до 1620^оС, корректируют состав, раскисляют, скачивают шлак, наводят новый, окончательно раскисляют и разливают в формы. П р и м е р 2. Сталь 50 ХГМ выплавляют по примеру 1, но вес расплава чугуна составляет 20 кг (содержание углерода 4,3 мас.), вес малоуглеродистого лома 140 кг (700% от массы чугуна), его вводят за 3-4 приема. П р и м е р 3. Сталь 40ХГМ выплавляют по примеру 1, после введения малоуглеродистого лома плавку ведут при 1580^оС. П р и м е р 4. Сталь 30ХГС выплавляют по примеру 1, но взамен молибдена вводят кремний, вес чугуна составляет 25 кг, а количество малоуглеродистого лома 125 кг (500% от массы чугуна) и вводится он за 3-4 приема. П р и м е р 5. Сталь 34ХН2МФ выплавляется по примеру 1, но взамен марганца вводится никель и добавляется ванадий, а вес чугуна и малоуглеродистого лома соответствует примеру 4. П р и м е р 6. Сталь 80ХГМ выплавляют по примеру 1, но вес чугуна составляет 50 кг, а вес лома малоуглеродистой стали 100 кг (200%). П р и м е р 7. Сталь 20ХГС выплавляют по примеру 1, но вес чугуна составляет 20 кг, а вес малоуглеродистой стали 140 кг (700%). П р и м е р 8. Сталь 34ХН2МФ выплавляют по режимам, указанным в известном способе, однако содержание углерода в расплаве перед введением стружки железа составляет 0,6 мас. П р и м е р 9. Сталь 34ХН2МФА выплавляют по примеру 5, но после введения малоуглеродистого лома расплав стали перегревают до 1640^оС. П р и м е р 10. Сталь 34ХН2МФА выплавляют по примеру 5, но после введения добавки малоуглеродистого лома расплав стали нагревают до 1560^оС. П р и м е р 11. Сталь 80ХГМ выплавляют по примеру 6, но вес чугуна составляет 60 кг, а вес малоуглеродистого лома 90 кг (150%). П р и м е р 12. Сталь 34ХН2МФА выплавляют по примеру 1, но вес чугуна составляет 15 кг с содержанием углерода 2,7 мас. а вес малоуглеродистого лома 145 кг (960%). Образцы для механических испытаний каждой плавки вырезают из 1/4 части сечения слитка, термообрабатывают и проводят замеры механических свойств в соответствии с ГОСТ 9454-78 (см. таблицу). Как следует из таблицы, наиболее высокая ударная вязкость наблюдается на сталях в примерах 1-5. В примере 6 общее содержание углерода составляет 0,8 мас. как в составе, близком к получаемому по известному способу. Низкие свойства стали, выплавленной по примеру 7, связаны с низким содержанием углерода и соответственно малой эффективностью влияния ферритной добавки на пластичность стали с углеродом менее 0,18 мас. Сталь, выплавленная по известным режимам (пример 8), имеет низкие свойства, каменистый излом, что связано с низкой температурой разливки металла, отсутствием рафинирования стали, рыхлотой. При увеличении общего содержания углерода ударная вязкость не возрастает. Следует указать, что металл примера 10 содержит микропустоты, в связи с низкой температурой заливки, что приводит к понижению пластичности. Металл примера 12 имеет свойства, аналогичные примеру 5 и 7, но указанную марку стали можно получить при содержании углерода в чугуне не менее 2,7 мас. Сталь, выплавленная по предлагаемому способу, имеет однородную структуру, высокую прокаливаемость и высокий предел напряжения в момент разрушения, что свидетельствует о более высокой энергоемкости стали при сопротивлении нагружению. Если слиток, полученный по данному способу, подвергнуть ковке (прокатке или фасонной ковке с перепутыванием волокон), то кованый металл имеет слои и узоры, аналогичные рисункам булатных сталей.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, включающий плавление чугуна, перегрев расплава на 180 200^oС над температурой ликвидус и добавление в расплав стружки малоуглеродистой стали, отличающийся тем, что, с целью повышения ударной вязкости сталей, в перегретый расплав чугуна вводят легирующие элементы с последующим введением лома малоуглеродистой стали в количестве 200 700% от массы чугуна, а окончание плавки ведут при 1580 - 1620^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1