SU979518A1 - Method for producing high-alloy chromium-based alloys - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЛЕГПРОВАГПП.Х СПЛАВОВ (54) METHOD FOR OBTAINING HIGHLY LEATHERING ALLOYS

1one

Изобретение относитс  .к металлургии и, в частности,к способам получени  высоколегированных сплавов на основе хрома.The invention relates to metallurgy and, in particular, to methods for producing high-alloyed alloys based on chromium.

Известен способ получени  высоколегированных сплавов на основе хрома, включающий расплавление шихты в открытой индукционной печи под слоем известкового шлака , раскисление расплава алюминием, выдержку расплава под шлаком, съем шлака, присадку нитридообразутоших добавок, разливку расплава 1.A known method for producing high-alloyed alloys based on chromium includes melting the mixture in an open induction furnace under a layer of lime slag, melt deoxidation with aluminum, holding the melt under the slag, removing the slag, adding the nitride-forming additives, casting the melt 1.

Однако данный способ не обеспешвает высокие прочностные и пластичные свойства в сплавах при высокой и низкой температурах , а также в отливках наблюдаютс  грубые экзо- и зндогенные включени .However, this method does not provide high strength and plastic properties in alloys at high and low temperatures, as well as in castings, coarse exo- and endogenous inclusions are observed.

.Целью изобретени   вл етс  обеспечение высоких прочностных при 900° С и пластичных при 20° С свойств сплава, а также устранение брака в отливках по грубым экзо- и эндогенным включени м.The object of the invention is to provide high strength properties of the alloy at 900 ° C and plastic properties at 20 ° C, as well as the elimination of defects in castings due to coarse exo- and endogenous inclusions.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  высоколегированных НА ОСНОВЕ ХРОМАThe goal is achieved by the fact that according to the method of obtaining high-alloyed BASED CHROME

С1шавов на основе хрома, вкл/ст ичисглу рлс;)..::; ЛеГОТС ИШХТЫ в .Т--ой iHviy:/; -: V:-i: ; ii-ijTС1шавов on the basis of chromium, on / st ichisgly rls;) .. ::; LEGS ISHKHTY in .T - oh iHviy: /; -: V: -i:; ii-ijT

слссм извес:кс}1г;о .;:гг,;::, |:л.:ч;,: :: j:c шава алюмшшсм, пыдср хку 1ч.а.:л;;, или lujiaKOM, съем и.1лака. li.iWcrujKx- Hiripiyioofipaзующих добавок, разлилку р;а:;;лала. iiisvpnjjoобразуюгдие добавки пол. шлак после 8-10 минутной аыпсржки расплап;, с последу .юшей продутмсой pacri-uam азотом гере: фурму с jiopHCToif iipofiKOK. а после c-i. SSSM known: KS} 1g; O.;: yy,; ::, |: l.: h;,: :: j: c shawa alymshsm, pydsr hku 1ch.a.: l ;;, or lujiaKOM, eat and .1laka. li.iWcrujKx- Hiripiyioofipaza additives, poured p; a: ;; lala. iiisvpnjjoobraduyugdie additives floor. Slag after 8-10 minutes of melting melts ;, followed by drying pacri-uam with nitrogen gas: lance with jiopHCToif iipofiKOK. and after c-i.

10 шлака eтaлл разлшзатг is гЬогмы через слог кусковым окогдБых мзтерт-;О-. Азот при про0 .00дувке расходует 3 кол;лт:;:л 0,012 мин, а Фзрг-П :sr.;10 slag etalall rasshzatg is gobmy through a syllable lumpy boggy mztert-; O-. Nitrogen at pro0 .00 blowing consumes 3 colds; lt:;: l 0,012 min, and Fzrg-P: sr .;

J5 план на рассточ:То от ;1пчл1ч г всей его глубш-;ы. В K;4ctnsc с J5 plan for rasstochto: That from; 1pchl1ch g throughout its depth; s. In K; 4ctnsc with

расходом териала использугст окс-;д NW; 6-7 г/кг сплава п поро пЕосгь . в фипьтрадаонном узл.с 55-609-:, гсоторыйconsumption of the material is using ox-d; d NW; 6-7 g / kg of the alloy at times. in phytradaon knot. with 55-609- :,

20 перед разливкой ттагрзи-и-п- 900-1000° С.20 before casting ttagrzi-i-p- 900-1000 ° C.

Пример. Example.

открытой HKilJ CljaiOHHOH VfCiitopen HKilJ CljaiOHHOH VfCiit

ЯП кгYP kg

в корзвдовом тнтло,, в тсзгег:in korzvdovom tntlo ,, in tszgge:

39793979

рованного сплава на основе хрома берут сплав, мас.%: Ni 36; Fe 13; Al 0,4; остальное Cr, а также ввод т нитридообразующие добавки, мас.%: титан 0,2; цирконий 0,5; це- рий 0,02. Такие количества ннтридообразую-щих добавок дд  Данного сплава  вл ютс  оптимальными и найдены методом планируемого эксперимента. В качестве исходных материалов используют: хром марки ХО, никель Н-1, железо 0,3 ЖР, алюминий А97, титан ТГ-120, церий Се-1 и иодидный металлический цирконий, а также свежеобожженную й1лаковую смесь (60% СаО, 25% МдО, 15% Сар2) и алюминиевый порошок ПА-1. Расход последних двух составл ет соответственно 1,5 и 0,15 мас.%.chromium-based alloy is taken alloy, wt.%: Ni 36; Fe 13; Al 0.4; the rest Cr, as well as nitride-forming additives are introduced, wt%: titanium 0.2; zirconium 0.5; cerium 0.02. Such amounts of nitride-forming additives dd of this alloy are optimal and are found by the method of the planned experiment. The following materials are used as starting materials: chromium of the XO grade, nickel H-1, iron 0.3 YR, aluminum A97, titanium TG-120, cerium Ce-1 and iodide metal zirconium, as well as freshly calcined gas mixture (60% CaO, 25% MDO, 15% Sar2) and aluminum powder PA-1. The flow rates of the latter two are respectively 1.5 and 0.15 wt.%.

В тигель загружают расчетное количество железа и никел , а также часть хрома и подают мощность. Через 15-20 мин на образующуюс  лужицу расплава присаживают 0,1% кускового алюмини  и додают ашаковую смесь. Через 10-15 мин после расплавлени  железа и никел  загружают остальную часть хрома, присаживают 0,1% кускового алюмини и додают порцию, шлаковой смеси, которую раскисл ют алюминиевым порошком. После полного расплавлени  шихты додают .под шлак 0,1% кускового алюмини , присаживают оставшуюс  часть шлаковой смеси и раскисл ют пшак алюминиевым порошком. Затем расплав выдерживают 10 мин при 1600-1630° С, после чего додают под шлак завернутые в железоникелевую фольгу титан, цирконий и церий, и погрузив в расплав фурму, так что от пористой пробки до дна тигл  оставалось 5075 мм, начинают продувку расплава азотом с расходом 0,01 м/т-мин. Такой расход азота  вл етс  оптимаЛьным (перемешиварше достаточно эффективное, но выброса нет) и найден экспериментально. BpeNUi продувки 3 мин. По истечении этого времени фурму поднимают и отвод т в сторону, снимают с поверхности расплава шлак (в течение 3-5 мин) и производ т разливку расплава при 1580-1600° С в нагретые до 950° С форVA crucible is loaded with a calculated amount of iron and nickel, as well as part of chromium, and power is supplied. After 15–20 minutes, 0.1% lump aluminum is placed on the resulting melt and the ash mixture is added. 10-15 minutes after the melting of iron and nickel, the rest of the chromium is loaded, 0.1% lump aluminum is applied and a portion of the slag mixture is added, which is deoxidized with aluminum powder. After the charge is completely melted, a slag of 0.1% lump aluminum is added under the slag, the remaining part of the slag mixture is added and the powder is deoxidized. Then the melt is kept for 10 minutes at 1600–1630 ° C, after which titanium, zirconium and cerium are rolled under the slag under iron-nickel foil, and after immersing the lance in the melt, so that 5075 mm remains from the porous tube to the bottom of the crucible, the nitrogen is blown with nitrogen flow rate of 0.01 m / t-min. This nitrogen flow rate is optimal (the mix is reasonably efficient, but there is no release) and was found experimentally. BpeNUi purge 3 min. After this time, the lance is lifted and retracted to the side, the slag is removed from the surface of the melt (within 3-5 minutes) and the melt is cast at 1580-1600 ° С into heated to 950 ° С

мы через слой кускового оксида магни , имеющего температуру 950° С и размещенного в специальной установке.we are through a layer of lumpy magnesium oxide having a temperature of 950 ° C and placed in a special installation.

Вместо установки используют также нагретый до 950° С отдельный фильтрованный узел, заформованный в опоку, который став т на форму, как промежуточную воронку, непосредственно перед разливкой.Instead of the installation, also use a separate filtered unit, heated to 950 ° C, molded into a flask, which is placed on the mold, as an intermediate funnel, immediately before casting.

Предлагаемый способ испытан в заводских услови х, результаты испытаний приведены вThe proposed method was tested in the factory, the test results are given in

таблице.the table.

Как видно из таблицы, сплавы, полученные по предлагаемой технологии, имеют более высокие свойства по сравнению со сплавами, полученными .по известной технологии ((э |° увеличилась на 15-17%, увеличилась на 50%).As can be seen from the table, the alloys obtained by the proposed technology have higher properties compared with the alloys obtained by the known technology ((e | ° increased by 15-17%, increased by 50%).

Полученные положительные результаты при использовании предлагаемого способа об заны введенным новым технологическим приемам.The obtained positive results when using the proposed method are due to the introduced new technological methods.

При продувке расплава азотом происходит удаление продуктов раскислени  и крупных коагулированных нитридов за счет развити  процесса ортокинетической коагул ции в услови х принудительной конвекции; образование нитридов стехиометрического состава, которые из-за хорошей смачиваемости хромовыми расплавами остаютс  в расплаве достатошо дисперсными (меньше 1-3 мкм), дисперсные нитриды в готовых отливках вызывают упрочн ющий эффект; перемешивание расплава, обеспечивающее равномерное распределеш е нитридообразующих в его объеме и исключающее развитие процессов кристаллизацжмшого роста и коагул ции нитридов.When the melt is purged with nitrogen, the deoxidation products and large coagulated nitrides are removed due to the development of the orthokinetic coagulation process under conditions of forced convection; the formation of stoichiometric nitrides, which due to good wettability by chromium melts in the melt are sufficiently dispersed (less than 1-3 microns), dispersed nitrides in the finished castings cause a strengthening effect; mixing of the melt, which ensures uniform distribution of nitride-forming compounds in its volume and precluding the development of crystallization growth and coagulation of nitrides.

Разливка через слой кускового оксида магни  обеспечивает задержание крупных (пор дка дес тков микрон) неметаллических включений (шлаковых, крупных нитридов, плен, образовавшихс  при вторичном окислении ) .Casting through a layer of lumpy magnesium oxide ensures the retention of large (on the order of tens of microns) non-metallic inclusions (slag, large nitrides, captivity, formed during secondary oxidation).

Осуществление способа св зано с йебольцшми капитальными затратами, которые окуп тс  экономией от практически полного исчезновени  брака готовых отливок по грубым включени м, пленам и засорам.The implementation of the method is associated with capital expenditures, which pay off savings from the almost complete disappearance of the marriage of finished castings in coarse inclusions, captives and blockages.

300300

Известна Known

340340

Предлагаема Offered

8,28.2

0,0250.025

0,200.20

0,0140.014

12,412.4

0,310.31

Claims (3)

1. Способ получени  высоколегированных сплавов на основе хрома, включающий расплавление шихты в открытой индукционной печи под слоем известкового шлака, раскисление расплава алюминием, выдержку расплава под ишаком, съем шлака, присадку нитридообразующих добавок, разливку расплава, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  высоких прочностных при . 900° С и пластичных при 20° С свойств сплава , а также устранени  брака в отливках по грубым экзо- и эндогенным включени м, нитридообразующие добавки ввод т под шлак после 8-10 минутной вьщержки расплава с последующей продувкой расплава азотом через фурму с пористой пробкой, а после съем1. A method of producing high-alloyed chromium-based alloys, including melting the mixture in an open induction furnace under a layer of lime slag, melt deoxidation with aluminum, holding the melt under a donkey, removing slag, an additive of nitride-forming additives, melt casting, characterized in that strength at. 900 ° C and plastic properties of the alloy at 20 ° C, as well as the elimination of defects in castings with coarse exogenous and endogenous inclusions, nitride-forming additives are introduced under the slag after an 8-10 minute melt hardening followed by purging the melt with nitrogen through a lance with a porous plug and after eat 979518979518 шлака металл разливают в формы через слой кусковых оксидных материалов.slag metal is poured into molds through a layer of lumpy oxide materials. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю ш и йс   тем, что азот при продувке расходуют2. The method according to claim 1, about t l and h ayo w and is with the fact that nitrogen during purging expend в количестве 0,008-0,012 м/т-мин, а фурму заглубл ют в расплав на рассто ние от днища тигл  15-20% всей его глубины.in the amount of 0.008-0.012 m / t-min, and the tuyere is sunk into the melt at a distance of 15-20% of its depth from the bottom of the crucible. 3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ и и с   тем, что в качестве оксидного материала используют оксид магни  с расходом 6-7 г/кг сплава и порозностью его кусков в фильтрационном узле 5 5-60%, который перед разливкой нагревают йо 900-1000° С.3. Method according to paragraphs. 1 and 2, that is, with the fact that magnesium oxide is used as an oxide material with a flow rate of 6-7 g / kg of alloy and porosity of its pieces in the filtration unit 5 5-60%, which is heated before pouring yo 900-1000 ° C Источники инфррмаюш, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №769360, кл. С 22 С 27/00, 1979.Sources of infrastructure, taken into account during the examination. 1. USSR author's certificate No. 769360, cl. C 22 C 27/00, 1979.