Сплав для раскисления и легирования стали

 

Использование: изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству ферросплавов, используемых для раскисления и легирования стали. Сущность изобретения: сплав содержит, мас.%: кремний 30-45; алюминий 2-13; бор 0,5-3; кальций 0,6-3; ванадий 3-8; железо остальное. Использование предлагаемого сплава для раскисления и легирования стали марки 50 РА позволяет повысить абразивную износостойкость на 11-12,3% и прокаливаемость на 1,1-7,2%, при этом температура закалки снижается на 25-30%. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4799020/02 (22) 06.03.90 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71) Камский политехнический институт (72) О.Ю. Столяр, А.А. Мельниченко, М.С.

Колесников, В.А. Козин и В.И, Гусев . (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1359326, кл. С 22 С 35/00, 1987. . Авторское свидетельство СССР

N 1661237, кл. С 22 С 35/00, 1990. (54} СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству ферросплавов, используемых для раскисления и легирования стали.

Известны сплавы железа с бором такие как ферробор, ферроборал, .никельбор, хромбор, грейнал и другие.

Недостатками указанных сплавов являются высокая температура плавления и низкая легирующая способность..

Наиболее близким по составу к предлагаемому является сплав для раскисления и легирования стали следующего химического состава, мас.%:

Кремний 30,0-45;0

Алюминий 2,0 — 13,0

Бор 0,5-5,0

Кальций 0,6-3,0

Азот 0,03 — 3,0

Железо Остальное

Недостатком этого сплава является присутствие в нем азота, который уменьшает воздействие бора в присаживаемую сталь, что выражается в уменьшении прокаливаемости железоуглеродистого сплава.

„„ Ц „„1731854 А1 (57) Использование: изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству ферросплавов, используемых для раскисления и легирования стали. Сущность изобретения: сплав содержит, мас. ; кремний 30 — 45; алюминий 2-.13; бор 0,5-3; кальций 0,6 — 3; ванадий 3 — 8; железо остальное.

Использование предлагаемого сплава для раскисления и легирования стали марки 50

PA позволяет повысить абразивную износостойкость на 11-12,3 и прокаливаемость на 1,1 — 7,2%, при этом температура закалки снижается на 25-30 . 2 табл.

Цель изобретения — повышение прокаливаемости и износоустойчивости стали.

Поставленная цель достигается тем, что сплав для раскисления и легирования стали, содержащий кремний, апоминий, бор, кальций и железо, дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас. :

Кремний 30,0 — 45,0

Алюминий 2,0-13,0

Бор .. 05-30

Кальций 0,6-3,0 ОО

Ванадий 3,0-8.0 (Л

Железо Остальное фь

Наличие в указанных пределах кремния обеспечивает уменьшение окисляемости бора и ванадия и их равномерное распределение в объеме металла, что благоприятно сказывается на прокаливаемости и комплексе механических свойств стали.

Содержание в предлагаемом сплаве 213% алюминия в совокупности с кальцием увеличивает раскислительную способность кремния. Алюминий не оказывает этого влияния при его содержании менее 2,0%, а при

1731854 содержании его в сплаве более 13% повышаются окисляемость сплава на воздухе и угар при использовании.

Присутствие в сплаве кальция улучшает чистоту стали по оксидным включениям.

При содержании кальция менее 0,6% указанный эффект малоощутим, а при содержании более 3,0% происходит не очищение матрицы от неметаллических включений, а ее загрязнение от "запутывания" в ней оксидов кальция.

Бор оказывает существенное влияние на свойства стали, вводить его в расплав следует только после раскисления, так как он является очень сильным раскислителем.

С целью повышения его извлечения в сталь введение целесообразно в виде комплексного сплава с железом, кремнием, алюминием, кальцием и ванадием. Малые присадки бора (a количестве 0,003-0,005 в стали) сильно повышают прокаливаемость.

Прокаливземость возрастает особенно существенно при одновременном введении в сталь нескольких легирующих элементов.

Введение, в.сталь сплава с бором в количестве 0,5-3,0© способствует повышению усвоения легирующих элементов, твк как бор повышает раскислительную способность сплава и аффективно влияет нз форму и природу вклечений стали.

Бор в количестве менее 0,5% не увеличивает распислительную способность сплава и не валяется мьисроле ирующей добавкой изза незначительиости его содержания в сплаве.

При содержании в сплаве свыше 3,0% бора возиикаат блюза ухудшения свойств стали, а им634ио ОРжибсть Воаникновения красноломкости. снижения технологической пластичности, образования камневидного излома падения вязких свойств, снижения ггрокзливзэмости.

8анадий используется. в основном, как легирукнций злемент. Даже в небольших количествах влияет нв свойства сталей. В сталях еустенитного класса ванадий стабилизирует аустенит при высоких. температурах и низком содержании углерода, Образуя карбиды, он измельчает структуру . стали, повышая ее прочность, вязкость, пластичность и износоустойчивость. При 0,030;05 ф» ванадия уменьшается склонность стали к .старению, обусловленная повышенным содержанием азота, улучшается поверхность слитка. При концентрации ванадия

0,01-0,04% существенно повышаются свойства закаленной и высокоотпущенной стали. Легированные ванадием стали используются для производства рельсов, труб и машин, работающих при низких температурах, Он увеличивает прочность сварных швов, При содержании в сплаве менее 3,0% ванадия указанный эффект не достигается из-за получения низкого содержания ванадия в стали, а при увеличении его содержания в сплаве более 8,0% остаточное содержание ванадия в стали черезмерно и приводит к не-, оправданному перерасходу компонента, Введение в сплав 3.0 — 8,0% ванадия

10 способствует образованию в стали прочных нитридов ванадия, что, в свою очередь, приводит к усилению бора, как микролегирующего элемента.

Предлагаемый сплав в виде примесей мические свойства обрабатываемой стали.

Получение предлагаемого сплава может

20 быть основано на восстановлении углеродом в рудовосстановительной печи оксидов кремния, алюминия, кальция, бора и ванадия. В качестве восстановителя при выплавке сплава используется металлургический коксик.

В идентичных лабораторных условиях выплавляют пять составов предлагаемого сплава и один известный со средним значением ингредиентов, В табл. 1 показан химический состав сплавов.

8 индукционной печи емкостью 30 кг полученные сплавы используются для раскисления и легирования стали марки 50РА.

Обработку стали известным и предлагаемым сплавами производят одинаковым их количеством (15 r/êã стали) без дополнительных корректировок, В табл. 2 приведены усвоение злементов раскислителей используемых сплавов, значения прокаливаемости и износоустойчивости полученных сталей.

Из данных, полученных приисследовании, установлено, что присадка в сплав ванадия не оказывает значительного влияния на повышение использования кремния и алюминия, однако существенно улучшает прокаливаемость и износоустойчивость полученной стали.

Формула изобретения

50 Сплав для раскисления и легирования стали, содержащий кремний, алюминий, бор, кальций и железо, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прокаливаемости и износостойкости стали, он дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кремний 30-45

Алюминий 2 — 13

Бор

0,5-3,0

15 содержит фосфор. и серу, содержание которых строго ограничено из-за их влияния на свойства самого сплава, а также физико-хи1731854

Остальное

Железо

Табли.ца1

Таблица 2

Корректор И.Муска

Редактор О,Головач

Заказ 1559 T.èраж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Кальций

Ванадий

0,6-3,0

3-8

Составитель О.Столяр

Техред М.Моргентал