СТАЛЬНОЙ СЛИТОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПРОКАТА Российский патент 1998 года по МПК B22D7/02 B22D19/16 

Изобретение относится к литью металлов и совершенствует слиток из двух различных расплавов, предназначенный для последующего получения биметаллического проката.

Известен стальной слиток, содержащий металлические вставки расположенные в его теле, которые устанавливаются в форме перед заполнением металлом [1].

Такие вставки, обладая большей теплопроводностью, чем материал стенок формы, выравнивают скорость охлаждения металла и создают направленное затвердевание.

Однако в процессе прокатки таких слитков не происходит надежного сваривания металла - основы с расположенными с нем вставками, что влечет за собой увеличение расхода металла на прокат из-за дополнительной обрези.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту результату является стальной слиток для изготовления биметаллического проката, содержащий внутренний и наружный слои металлов различного химического состава [2].

В изложницу с прибыльными надставками либо теплоизоляционными вкладышами заливают металл одного состава, производят выдержку в течение заданного времени для образования затвердевающего наружного слоя, затем доливают металл второго состава.

Данная технология упрощает получение слитка для производства биметаллического проката. Однако установлено, что при охлаждении такого слитка а его пограничных слоях образуется мартенситная структура, которая при кристаллизации металла обуславливает ухудшение свариваемости слоев, а при термообработки проката ведет к образованию их расслоений, что в итоге влечет за собой повышенную отбраковку металла и не позволяет получить стабильный уровень свойств прокатной продукции.

Задачей изобретения является разработка стального слитка для изготовления биметаллического проката, в процессе кристаллизации которого не образуется мартенситная структура по границам его слоев.

Такое решение, с одной стороны исключает отбраковку металла по причине его несвариваемости на границах слоев при кристаллизации слитка и, с другой - не допускает расслоения металла по указанным границам слоев в процессе термообработки после прокатки.

В конечном итоге в связи с этим повышается выход годного металла и достигается стабильность заданного уровня свойств металлопродукции после прокатки и термообработки.

Описание изобретения поясняется чертежом, на котором схематически представлен предложенный слиток, содержащий наружный слой 1 металла одного химического состава и внутренний слой 2 металла второго химического состава. Оба слоя представляют собой стали аустенитного класса, причем внутренний слой образован из высокомарганцевой стали типа стали Гадфильда. Позицией 3 отмечен пограничный слой металла, образованный проникновением металла внутреннего слоя 2 и металл наружного слоя 1.

Слиток получают следующим образом.

В изложницу до ее прибыльной части заливают сталь аустенитного класса первого химического состава, делают выдержку, которая необходима для формирования наружного слоя требуемой толщины. Время кристаллизации этого слоя определяют, исходя, например, из известной зависимости.

,
где δ - толщина слоя;
K - коэффициент кристаллизации принимается по справочнику;
τ - время выдержки.

Затем производят доливку прибыльной части высокомарганцовистой сталью типа стали Гадфильда, преимущественно следующего состава, мас.%:
Углерод - 0,9 - 1,4
Марганец - 11,5 - 16,5
Кремний - 0,3 - 1,0
Железо - Остальное.

В промышленных условиях металлургического комбината производили опытную отливку слитков предложенного состава.

Для получения 9-тонных слитков в уширенные кверху изложницы с прибыльными надставками, оборудованными теплоизолирующими вкладышами, заливали металлом до выхода его в прибыльную часть, следующего состава, мас.%:
Углерод - 0,16
Кремний - 0,70
Марганец - 1,0
Хром - 15,5
Никель - 5,00
Железо - Остальное
(сталь аустенитного класса для образования наружного 1 слоя слитка).

После заливки слиток утепляли смесью "Ферракс" в количестве 16 кг, достаточном для того, чтобы под смесью металл мог находится в жидком состоянии до 2 ч. По истечении времени выдержки, равного 12 мин и достаточного для затвердевания наружного слоя слитка толщиной 100 мм, делали доливку металла в количестве 1,3 т высокомарганцовистой сталью следующего химсостава, мас.%:
Углерод - 1,1
Кремний - 0,7
Марганец - 12,5
Железо - Отальное
до заполнения прибыльной надставки. Из этого металла образуется внутренний 2 слой слитка.

В результате частичного смешивания металла обоих составов образуется пограничный слой 3 слитка.

В таком слитке исключено образование мартенситной структуры металла при его кристаллизации и термообработке.

Анализ прокатной биметаллической продукции из опытных слитков показал, что несвариваемость металла на границах слоев полностью отсутствует, отсутствует также расслоение его по этим границам во время термообработки, в результате чего отбраковки металла при этим причинам не было, заметно возрос выход годного, стабилизированы свойства металлопроката.

Изобретение относится к литью металлов, предназначенному для последующего получения биметаллического проката. Задача изобретения - недопустить образования мартенситной структуры в процессе кристаллизации и термообработки; исключить возможность несвариваемости металла на границах слоев, расслоения его при термообработке, тем самым увеличить выход годного; стабилизировать свойства металлопродукции. Слиток содержит внутренний и наружный слои металла из разных сталей аустенитного класса, при этом металл внутреннего слоя соответствует по составу стали Гадфильда. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Стальной слиток для изготовления биметаллического проката, содержащий внутренний и наружный слои сплавов различного химического состава, отличающийся тем, что оба слоя выполнены из сталей аустенитного класса, при этом сталь внутреннего слоя соответствует по составу высокомарганцовистой стали типа стали Гатфильда. 2. Слиток по п. 1, отличающийся тем, что сталь внутреннего слоя имеет следующий химический состав, мас.

Углерод 0,9 1,4
Марганец 11,5 16,5
Кремний 0,3 1,0
Железо Остальноен