SU1421793A1 - Сплав дл раскислени и легировани стали - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии, в частности к производству ферросплавов дл  раскислени  и микролегировани  сталей. Цель изобретени  - снижение угара кремни , марганца и алюмини , повышение механических свойств, прокаливаемости и износостойкости стали. Сплав содержит , мас.%: кремний 14-34; марганец .40-75; алюминий 0,1-5,0; кальций 0,1- 4,0; магний 0,2-2,0; углерод 0,2-2, фосфор 0,05-0,4; сера 0,001-0,04; бор 0,1-3,0; медь 0,02-10; азот 0,03- 3,0; железо остальное Дополнительное введение в сплав бора, меди и азота обеспечивает снижение на 10-20Х угара кремни , марганца и алюмини , повыцгенне в 1,2-1,5 раза мех.аничес- ких свойств и прокаливаемости обрабатываемой стали. 2 табл. (Л с

Description

4

IN5 Ч

СО

со

Изобретение относитс  к черной: металлургии, в частности к про извод (атву ферросплавов даш раскислени  и легировани  стали,

Цель изобретений - сн ижение угара кремни , марганца и алюмини , новы- - шение механических свойств прокали ваемости и износостойкости стали.

11редпагаемыЙ1 сплав дл  раскислени  :и легировани  стагш содермсит кремний, карганец, алюминий, к альций, магний, углерод, фосфор, серу, бор, медь, ; азот и железо при следующем соотнор1е« НИИ компонентойJ мас.%; .

Кремний 14 - 34

Марганец 40 --75

Алюминий 0,1 5,0

Кальций 0,1-4,0

Магний 0,2 - 2,0

Углерод 0,2 .- 2,0

Фосфор 0,05 -0,4

Сера0,01 - 0,04

Вор0,1 - 3,0

Азот0,03- 3,0

Медь0,02-10

Железо Остальное

Введение в сплав бора в количестве 0, способствует повышению ени  легирующих элементов и механичес ких свойств обработанной сплавом ста- ЛИ8 так как бор повышает раскисли- тельную способность сплава, эффектив но вли ет на форму и природу включе- НИИ в стали. .

Бор в количестве меньше 0,1% не увеличивает раскислительную способ - ность сплава, что не приводит к умень шению угара элементов. При содержа - НИИ бора свыше 3,0% про вл етс  его воздействие как микролегирующей i при- меси с .Образова1шем интермета.тшичес ких соединений бора с .железом, что  вл етс  причиной уменьшени  .положительного вли ни  бора на механические свойства стади.

Введение в сплав азота в количест ве 0, с учетом содержани  н сплаве нитридообразующее элементов способствует увеличению прокаливав мости и меканичвских свойств -стали,

При содержании,азота в сплаве мень ше 0,03% количество образующихс  персных выделений не обеспечивает нужную прокаливаемость и комплекс механических свойств стали. При со держании азота в сплаве более 3% увеличи заК1тси количество и размер .дисперсных выделений, эффект нитрид

ного упрочнени  уменьшаетс , вследст вие чего комплекс механических свойс1 В и прокапиваемость стали ухуд шаютс .

Введение в состав сплава меди (р,) способствует повышению износостойкости стали за счет образо« вани  ее прослоек, которые плотно и прочно сцеплены с поверхностью зерен, не окисл ютс , не наклепываютс  и способны к многократной пластической деформации без разрушени . Кроме того , медЬ; стабилизиру  карбиды и карбо нитриды бора, делает их устойчивыми против выкрашивани .

При содержании в сплаве меди меньше 0,02% нарушаетс  стабилизаци  карбидов и карбонитридов бора, а об- разу1одейс  медной прослойки оказьша- етс  недостаточно дл  защиты контак- тирующей поверхности., вследствие че- го износостойкость стали снижаетс . Увеличение содержани  меди в сплаве более 10% приводит к ее накоплению под слоем оксидов и внедрению меди при гор чей .обработке давлением в. границы-зерен, вызыва  тем самым образование поверхности .трещин.

Наличие в сплаве в указанных пределах кремни  и марганца обеспечивает уменьшение окисл емости бора и его равномерное распределение в объе- MB метахша, что благопри тно сказьюа- етс  на износостойкости н комплексе механических свойств стали.

Содержание в предлагаемом сплаве 0, алюмини  в совокупности с бором увеличивает раскислительную способность марганца и кремни  Алюмн НИИ при содержании меньшего., 1% не оказывает этого-вли ни , а при содержании его более 5,0% повышаютс  окис л емость сплава на. воздухе и угар, при использовании.

Присутствие в сплаве ,0% ци  улучшает усвоение азота з распла- ве и повышает чистоту по оксидным включени м сплава, а также фнзико- ханичег.кие свойства обрабатываемой им стали При содеркании кальци  менее 0,1% указанный эффект мало ощутим а при. содержании более 4% происходит не матрицы сплава от неметаллических включений, а р.е загр знение вследствие запутывани  в ней оксидов кальци .

Магний в количестве 0, повышает усвоение кремни  марганца и апюшш . Это объ ис етс  тем, что при введении сплава в сталь происходит активное испарение магни , вызывак - ее барботаж металла, в результате чего происходит перемешивание металла , которое способствует равномерному распределению и усвоению марганца , кремни  и ,

При содержании магни  менее 0,2% уменьшаетс  модифицирующа  способ - ность сплава, а при увеличении его содержани  более 2,0% вли ние магни  на форму и размеры включений значительно уменьи1аютс , что ухуД1 1ает комплекс механических свойств стали.

Предлагаемый- сплав в виде приме-- сей содержит углерод, фосфор и серу, содержание которых строго ограничено из-за их вли ни  на свойства самого сгшава, а также tia, физико-механические свойства обрабатываемой стали.

Получение предлагаемого сплава ос. новано на восстановлении углеродом в рудно-термической печи оксидов кремни , марганца, кальци , алюмини , бора, В качестве шихтовых материалов могут быть использованы кварцит и марганецсодержащее сырье. Ввод в сллав азота осуществл етс  его вдуванием в объеме сплава любым .известным способом или применением в шихте азотсодержащих соединений. Медь вво т в шихту в виде отходов - медной стружки. В качестве восстановител  при выплавке сплава используетс  металлургический коксик.

Пример. В лабораторных услови х выплавл ют п ть составов предлага емого сплава и один известный со ср едним значением ингредиентов

В табл.1 показан химический состав сплавов,

В индукционной печи емкостью тиг  10 кг полученные сплавы использутс  дл  раскислени , и легировани  стали марки 35, Обработка стали изестным и предла гаемым сплавами прозводитс  одинаковым их количеством (15,5 г/кг стали) без дополнительных орректировок.

В табл,2 приведены результаты испытани  механических свойств, прока-

0

ливаемости и износостойкости 35, а также значени  угара элементов- раскислителей используег5Ь х сплавовл

Образцы подвергаютс  испытанию после термообработки: закапка 850 С, масло + отпуск при , воздух. Прокаливаемость и абразивную износостойкость определ ют по ГОСТу.

Из табл.2 следует, что предлагаемый сплав (2-4) в сравнении с известным (6) обеспечивает сшшение угара кремни , марганца и алюмини  в среднем соответственно на 10,6 19,9 и 11,3 OTH.%J повьпчение .механических свойств ((JR, G, f ,(( , а,,) в среднем соответственно на 45, 54,8; 8,3; 3,4 и 46,6%. Прокаливаемость увеличиваетс  п среднем в 2,2 раза, а абразивна  износостойкость - И 2 раза.

Кроме того., сплавы 1 п 5, содержа - ние компонентов в которых в.ыходит за граничные пределы предлагаемого состава , не привод т к.снижению угара 5 .легируюпшх, повышению комплекса меха нических свойств, прокаливаемости и абразивной износостойкости.

5

0

0

5

0

5

0

Фор мула изобретени 

Сплав дл  раскислени  и легировани  стали, содержащий кремний, марганец , алюминий, кальций, магний, углерод , фосфор, серу и железо, отличающий с  тем, что, с целью снижени  угара кремни , марганца и алюмини , повьш ни  механических свойств, прокаливаемости и износосфой кости стали, он дополнительно содержит бор., азот и медь npii следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кремний

Мар)анец

Алюминий

Кальций

Магний

Углерод

Фосфор

Сера

Бор

Азот

Медь

Железо Остальное

Claims (1)

1. Сплав для раскисления и легирования стали, содержащий кремний, марганец, алюминий, кальций, магний, углерод, фосфор, серу и' железо, отличающий ся тем, что, с целью снижения угара кремния, марганца и • алюминия, повышения механических свойств, прокаливаемости и износостойкости стали, он дополнительно содержит бор, азот и медь при следующем