SU1044653A1 - Сплав дл раскислени легировани и модифицировани стали - Google Patents

Abstract

СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ,ЛЕГИРОВАНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ,содержащий кальций, редкоземельные металлы , алюминий и марганец, отличающийс  тем, что, с целью повышени  пластических свойств,ударной в зкости и трещиноустойчивос .ти стали, он дополнительно содержит молибден, медь, индий и тантал при следующем соотношении компонентов, вес. 1.0-2,7 Кальций РедкоземельV ,0-2,0 ные металлы 1,3-2.7 Алюминий 3.2-t,5 Молибден 6.+-7.3 Медь ЬО-1,8 Индий 1,2-1,8 Тантал Остальное Марганец

Description

NU

4

О)

ел

со Изобретение относитс  к электро металлургии, в частности к изысканию сплавов дл  раскислени  легировани  и модифицировани  стали,и мо жет быть использовано на металлургических и машиностроительных заво дах. Известен сплав 1}дл  легировани стали и чугуна, содержащий РЗМ, кре ний и марганец при следующем соотношении компонентов, весД; РЗМ 35-50 Кремний 6-10 Марганец Остальное Недостатки указанного сплава низка  эффективность модифицировани  и нестабильные результаты в про изводственных услови х. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  сплав zj дл  раскислени , легировани  и модифицировани  стали, содержащий кремний, марганец, РЗМ, алюминий, кальций,магний и железо при следующем соотношении компонентов, вес.5: Кремний to-75 Марганец 0,3-8,0 . 0,-t,0 Алюминий 0,it-i+,0 Кальций 0,2-4,0 Магний Железо Остальное Присутствие в известном сплаве кремни  приводит к снижению модифицирующего воздействи  кальци . Моди фицирующее действие кальци  про вл  етс  в большей степени в случае обработки стали сплавом, не содержащим кремни . При этом пластические свойства стали, ее ударна  в зкость и трещиноустойчивосУь возрастают более существенно без снижени  прочностных характеристик.Кроме того, необходимо увеличивать расход сплава дл  легировани  марганцовистой стали вследствие низкого с держани  в нем марганца. При этом содержание кремни  в стали увеличиваетс  выше верхнего предела,а также в стали повышаетс  содержание РЗ и кальци , что приводит к охрупчива нию стали. Цель изобретени  - повышение пла тических свойств, ударной в зкости трещиноустойчивости стали. Поставленна  цель достигаетс  тем , что сплав дл  раскислени  лег ровани  и модифицировани  стали,содержащий кальций, редкоземельные металлы , алюминий и марганец, дополнительно содержит молибден, медь, индий и тантал при следующем соотношевес .%: НИИ компонентов, 1,0-2,7 Кальций Редкоземель1 ,0-2,0 ные металлы 1,3-2,7 Алюминий 3,2-i,5 Молибден 6Л-7,3 Медь 1,0-1,8 Индий 1,2-1,8 Тантал Марганец Остальное Присутствие в составе сплава РЗМ и кальци  обусловлено прежде всего тем, что эти составл ющие, будучи введены в сталь вместе, улучшают ее свойства в большей степени, чем кажда  из добавок в отдельности. Это объ сн етс  эффективным модифицированием неметаллических включений.Оксиды и- сульфиды РЗМ тугоплавки, мелкодисперсны и трудно коагулируют.Скорость их всплывани  невелика, поэтому дл  ускорени  удалени  из металла нематаллических включений при раскислении и модифицировании стали РЗМ целесообразно вводить дополнительный элемент , тоже обладающий большим средством к кислороду и сере, который участвовал бы вместе с РЗМ в формировании Комплексных включений с более низ- кой температурой плавлени  и большей склонностью к коагул ции.Такими свойствами обладает кальций. Дополнительное введение в состав сплава инди  и тантала значительно усиливает совместное эффективное модифицирующее вли ние РЗМ и кальци . Это про вл етс  прежде все- i го в участии этих элементов в образовании неметаллических включений глобул рной формы, оксидов и сульфидов , остающихс  в стали. Присутствие в предлагаемом сплаве марганца в количестве , необходиом дл  легировани , и отсутствие нем кремни  значительно снижает пругость пара кальци  при темпераурах жидкой стали. Это приводит к тому, что кальций частвует в процессе раскислени  и одифицировани  уже во врем  раствоени  всех составл ющих предлагаеого сплава. При этом повышаетс  моифицирующий эффект. В случае присутстви  в сплаве кремни  упругость пара кальци  не снижаетс  и при введении такого спла ва в жидкую сталь граничный слой металла быстро насыщаетс  кальцием. Кальций не может больше раствор тьс , пока не пройдет врем , необходимое Дл  его диффузии из граничного сло  в основную массу металла. Следо вательно, преобладающа  иасть ввёденного кальци  испар етс  и окисл етс . Модифицирующий эффект незна чительный. Одновременна  присадка в сталь РЗМ, кальци , инди  .и тантала оказыв ет значительное рефинирующее воздействие на границы зерен от примесей, что в сочетании с их модифирующим вл  нием на структуру приводит к возрастанию пластичности металла, его ударной в зкости и трещиноустойчивос ти. Дополнительное введение в состав сплава меди необходимо дл  легировани  стали, а также дл  стабилизации ее прочностных характеристик и 1предотвращени  роста зерна при нагре ве. Присутствие в сплаве молибдена обусловлено необходимостью легировани  стали и достижени  высокой в зкости при -60°С.Кроме того, медь, молибден.и марг нец повышают плотность сплава, ито п вол ет производить обработку жидкой стали через шлак, например, в процес се электрошлакового переплава (лить  Алюминий, имеющийс  в сплаве, предохран ет РЗМ, кальций, индий,тантал, марганец от окислени  и повышает степень усвоени  этих элементов.Кроме того, алюминий способствует уменьшению количества образующейс  в стали интерметаллидной упрочн ющей фазы, наличие которой в стали приводит к снижению пластических свойств и в зкости металла. Содержание в предлагаемом сплаве РЗМ, кальци , нди , тантала ниже указанных пределов не обеспечивает достижени  необходимого эффекта модифицировани  стали, более полного удалени  кислорода, серы и неметаллических включений, получени  оксидов и сульфидов благопри тной формы, очищени  границ зерен, повышени  пластических свойств стали, ее ударной в зкости и трещиноустойчивости. Содержание этих элементов выше указанных пределов вызывает образование в стали хрупких фаз, что резко снижает механические свойства металла . , При содержании алюмини  в составе лигатуры менее 1, обеспечиваетс  достаточно полна  защита других элементов от окислени . Содержание алюмини  выше 2,7Х приводит к повышенному расходу его и увеличению концентрации этого элемента в стали выше необходимой. П р и м е р . В вакуумной индукционной печи выплавл ют сплавы,составы которых приведены в табл.1. Таблица 1 , Жидкий металл заливают в металлические формы. При этом получают пластины сечением 20x75 мм и длиной 1000 мм. Опробование полученных сплавов провод т при электрошлаковом переплаве (литье ) стали типа 08ГЗДМЛ. При этом в расходуемых электродах содержатс  0,05% марганца, 0,05 меди и следы молибдена . Содержание других элементов а электродах составл ет, %: углерод 0,08; кремний 0,28; алюминий 0,02, сера 0,029. Расходуемые электроды переплавл ют на установке ЭШП с наружным диаметром 00 мм и внутренним диаметром 1 250 мм кристаллизаторами под флюlO 53 сом АНФ-6 с добавкой 20% кремнезема и 8% окислов марнагца.Раскисление ,легирование и модифицирование стали в процессе переплава осуществл ют с помощью дополнительных электродов , которыми служат пластины из полученных сплавов, прикрепленные с четырех сторон к основному электроду. Мйсса направл емых заготовок составл ет 1500 кг. Расход сплавов составл ет 95-105 кг на 1 т переплавл емого металла. В полученных заготовках определ ют содержание молибдена, меди, кальци , РЗМ, алюмини , инди ,тантала, марганца,серы, (табл.2), Таблица2

Содержание других элементов прак чески не измен етс . Дл  сравнени  по аналогичной методике направл ют заготовку с использованием в качест ве дополнительных электродов извест ного сплава, при следующем соотноше вес.: НИИ .компонентов. 17,0 Кремний .75,0 Марганец Редкоземельные металлы Алюминий Кальций Магний Остальное Железо С целью получени  кремни  в стал в требуемых пределах снижают расход сплава до кг на 1 т переплавл емого металла. При этом количество дополнительных электродов (пластин ) уменьшаетс  до одного. В то же врем  содержание элементов в расходуемых электродах составл ет ,%: молибден 0,; медь 0,7; алюминий 0,03, марганец 6,5; следы кремни ; сера 0,026. После переплава содержание элементов в заготовке составл ет ,%: молибден 0,39; медь 0,68; кремний 0,39; кальций 0,003°о, 0,002 РЗМ, алюминий 0,02; марганец 8,+; магний 0, сера 0,012. При этом молибден и медь переход т в переплавл емый металл только из расходуемого электрода,алюминий и марганец - из -расходуемого и дополнительного электродов,кремний, кальций, РЗМ,магний - .только из дополнительного электрода. После термообработки определ ют характеристики механических свойств стали, полученной с использованием дополнительных электродов из предлагаемого и известного сплава (табл.З)

910(4653.10

Содержание кислорода и неметалли-необходимых пределах молибденом,меческих включений в опытном и сравнива-дью и марганцем, раскисл ть и модифиемом металле соответственно составл -цировать металл алюминием, кальцием, ет 0,002-0,003 и 0,006-0,008,РЗМ, индием и танталом, получать за0 ,005-0,007% и 0,,017. Максима- 5готовки с мелкозернистой структульный размер включений в опытном ме-РОЙ, с меньшим содержанием кислороталле составл ет 5-8 мкм, а в.срав-Да, серы и неметаллических .включениваемом 12-15 мкм.Размер зерна а .ний (при меньшем их размере, и благоопытном металле характеризуетс  бал-при тном распределении их в структулом 7-8, а в сравниваемом 6-7. °Ре стали). Все это способствует повы . .шению пластических свойств стали, ее

Таким образом, предлагаемый составв зкости и трещиноустойчивости при

сплава позвол ет легироваЧь сталь в .высоких характеристиках прочности.

Claims (1)

1. СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ,ЛЕГИРО ВАНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ,содержащий кальций, редкоземельные металлы, алюминий и марганец, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения пластических свойств,удар ной вязкости и трещиноустойчивости стали, он дополнительно содержит молибден, медь, индий и тантал при следующем соотношении компонентов,

   вес.%: Кальций 1,0-2,7 Редкоземель- ные металлы 1,0-2,0 Алюминий 1,3-2,7 Молибден 3,2-4,5 Медь 6,4-7,3 Индий 1.,0-1,8 Тантал 1,2-1,8 Марганец Остальное

   (Л >

   to

   35-50

   6-10

   Остальное указанного сплава