СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАНДАРТНОГО ОБРАЗЦА СОСТАВА СТАЛИ, ЧУГУНА ИЛИ СПЛАВА, МИКРОЛЕГИРОВАННЫХ ЛЕГКОЛЕТУЧИМИ МЕТАЛЛАМИ (ВАРИАНТЫ), СТАНДАРТНЫЙ ОБРАЗЕЦ СОСТАВА СТАЛИ, ЧУГУНА ИЛИ СПЛАВА, МИКРОЛЕГИРОВАННЫХ ЛЕГКОЛЕТУЧИМИ МЕТАЛЛАМИ, С АТТЕСТОВАННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ОДНОГО ИЛИ НЕСКОЛЬКИХ МЕТАЛЛОВ, ВЫБРАННЫХ ИЗ ГРУППЫ, ВКЛЮЧАЮЩЕЙ СВИНЕЦ, ВИСМУТ, СУРЬМУ, ТЕЛЛУР, ЦИНК, ОЛОВО, МЕДЬ, АЛЮМИНИЙ Российский патент 2010 года по МПК G01N1/00 C22C38/00 C22C37/00 C22C33/00 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии получения стандартного образца (СО) состава сталей, чугунов или сплавов с аттестованным содержанием одного или нескольких химических элементов.

Известны способы легирования стали, в том числе стали высокой обрабатываемости резанием, включающие выплавку стали, введение в струю расплава (при разливке в изложницы, кристаллизатор, ковш и др.) легколетучего металла (например, свинца, или висмута, или сурьмы) в виде дроби, частиц, кусков, прутков, гранул [1-4], а также сплава висмута с марганцем, содержащего 70-75% висмута и 25-30% марганца [5].

Недостатком этих способов легирования являются высокие и нестабильные потери (25-60%) легколетучих легирующих металлов, что делает невозможным получение в стандартных образцах состава стали, чугуна или сплава заданных концентраций этих элементов. Выделяющиеся в процессе легирования очень ядовитые пары легколетучих металлов и их оксидов (1 и 2 класса опасности) загрязняют рабочую зону до концентраций, превышающих в 2 и более раз предельно допустимые в воздухе концентрации (ПДК). Кроме этого, интенсивное испарение и окисление этих легколетучих металлов приводит к очень неоднородному их распределению в расплаве и в полученных заготовках.

Известен также способ получения материала СО чугуна с повышенной однородностью, заключающийся в отжиге и охлаждении заготовок чугуна по определенному режиму [6]. Недостатком этого способа является невозможность получения микролегированного материала СО состава чугуна.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату являются общепринятые в области получения СО состава сталей, чугунов и сплавов технологические операции и приемы [7], включающие выплавку материала, легирование его ферросплавами, чистыми металлами или лигатурами до заданного химического состава, микролегирование расплава (в том числе легколетучими металлами), формирование литой заготовки и ее деформация, изготовление из заготовки дисперсного или монолитного СО состава, аттестационный анализ контролируемых химических элементов.

Таким образом, при реализации известного способа [7] получают СО состава, представляющий «средство измерения в виде определенного количества материала, предназначенного для воспроизведения и хранения размеров величин, характеризующих состав этого материала, значения которых установлены с допускаемой погрешностью в результате метрологической аттестации…, и утвержденное в качестве СО в установленном порядке» [8]. Материал СО состава должен быть однороден, т.е. погрешность от его неоднородности не должна превышать значений, допускаемых ГОСТ и другими нормативными документами, а отношение этих погрешностей должно быть меньше или равно 1,0.

Многолетняя практика получения СО состава известным способом [7] выявила целый ряд недостатков:

- невозможность получения СО состава с необходимой однородностью легколетучих металлов;

- высокие и непредсказуемые по величине потери легирующих легколетучих металлов;

- загрязнение рабочей зоны парами легколетучих металлов;

- сложность получения в СО состава заданных концентраций легколетучих металлов, обусловленная большими колебаниями величины потерь этих металлов в расплаве.

Задачей настоящего изобретения является создание способа получения стандартного образца состава стали, чугуна или сплава, микролегированных легколетучими металлами (свинцом, сурьмой, висмутом, теллуром, цинком), позволяющего повысить до необходимого уровня химическую однородность материала стандартного образца состава, уменьшить потери легколетучих легирующих металлов, улучшить санитарно-гигиенические условия рабочей зоны, обеспечить получение в СО состава заданных концентраций легколетучих металлов за счет уменьшения колебания величины их потерь.

Поставленная задача решается тем, что в заявленном способе получения СО состава стали, чугуна или сплава, микролегированных легколетучими металлами, включающем получение расплава стали, чугуна или сплава и микролегирование его легколетучими металлами, формирование литой и/или деформированной заготовки, изготовление стандартного образца для химических и/или физических методов анализа и аттестацию контролируемых элементов, микролегирование расплава осуществляют сплавом на основе олова, или меди, или алюминия, содержащими один или несколько легколетучих металлов из группы, включающей свинец, висмут, сурьму, теллур, цинк, при следующем соотношении элементов, мас.%: свинец - 0,15-8, висмут - 0,15-8, сурьма - 0,35-8, теллур - 0,15-8, цинк - 0,15-8, олово, или медь, или алюминий остальное.

Сущность заявленного способа заключается в том, что легколетучие металлы при высоких температурах имеют высокие значения упругости паров. Поэтому в процессе легирования при введении в металлический расплав они интенсивно испаряются и сгорают в оксид соответствующего металла. При этом выделяются ядовитые пары легколетучих металлов и их оксидов, загрязняющие атмосферу рабочей зоны до концентраций, превышающих ПДК в 2 и более раз. Кроме того, интенсивное испарение и окисление легколетучих легирующих металлов приводит к высоким (до 60%) и нестабильным потерям, неоднородному распределению их в расплаве и полученном материале стандартного образца. В результате возникают проблемы получения однородного СО состава стали, чугуна или сплава с заранее заданными концентрациями аттестуемых легколетучих металлов.

Согласно предлагаемому изобретению повышение до необходимого уровня химической однородности (фактическая погрешность от неоднородности меньше или равна допускаемой нормативами погрешности, а отношение фактической к допускаемой погрешности не более 1,0) стандартного образца состава стали, чугуна или сплава достигается за счет введения в расплав металлов с низкой температурой кипения и высокой упругостью паров (свинца, висмута, сурьмы, теллура, цинка) в виде сплава на основе металла (олова, или меди, или алюминия) с высокой температурой кипения (на 700-1000°С выше температуры расплава) и низкой упругостью паров (таблица 1, справочные данные).

Установлено, что такое введение легколетучих металлов практически исключает их испарение из расплава при температурах 1550-1650°С. Это приводит к уменьшению потерь вводимых легколетучих металлов (до 5-20%), которое в свою очередь обеспечивает снижение содержания паров металлов и их окислов в рабочей зоне до концентраций, не превышающих ПДК. Низкие и постоянные в разных опытах потери (предлагаемый способ - колебания величины потерь составляют 2-5%, а прототип - 20%) делают возможными и простыми расчет количества вводимого сплава и стабильное получение заданных в узком диапазоне содержаний легколетучих металлов в СО состава.

Заявленные составы сплавов для микролегирования СО состава были установлены при проведении в индукционных печах опытных плавок с введением в расплав сплавов на основе олова, или меди, или алюминия, содержащих различные количества легколетучих металлов.

Установлено, что содержание в сплаве (на основе олова, или меди, или алюминия) свинца, сурьмы, висмута, теллура и цинка более 8% каждого приводит к заметному ускорению испарения этих летучих металлов из расплава, которое сопровождается увеличением их потерь (до 23-35%), уменьшением химической однородности (фактическая погрешность неоднородности может быть выше допустимой) стандартного образца по этим элементам, повышением содержаний паров этих металлов и их окислов в рабочей зоне до предельно допустимых, а также увеличение колебания величины потерь до 7-8%.

Содержание в сплаве свинца, висмута, теллура, цинка, каждого менее 0,15%, и сурьмы менее 0,35% приводит к получению в стали, или чугуне, или сплаве массовых долей этих металлов, по величине близких к нижнему пределу их определения (0,0005%) по соответствующим методикам выполнения измерений (МВИ), что увеличивает фактическую погрешность их определения до значений выше допустимых (отношение фактической погрешности к допустимой больше 1,0) по методикам количественного химического анализа (КХА).

Использование для введения в расплав сплава, содержащего 0,15-8% свинца, 0,15-8% висмута, 0,35-8% сурьмы, 0,15-8% теллура, 0,15-8% цинка, олово или медь, или алюминий остальное, позволяет получить однородный СО состава, уменьшить потери легирующих металлов с высокой упругостью паров в расплаве, улучшить санитарно-гигиенические условия рабочей зоны (содержание паров металлов в воздухе менее ПДК), обеспечить за счет минимального колебания величины потерь заданные значения массовых долей легколетучих металлов.

Выплавку сплавов на основе олова (марка О4, 96,5% олова) проводили в открытых пламенных плавильных печах с аспирацией воздуха рабочей зоны. Обычно выплавлялось по 10-30 кг сплавов на основе олова, содержащих металлы (свинец, сурьму, висмут, теллур, цинк), с высокой упругостью паров при 1600°С. Расплав олова перед введением в него твердых металлов нагревался до невысоких температур (250-300°С), при которых упругость паров олова и вводимых легколетучих металлов не превышала 1 мм ртутного столба, а концентрация их паров в воздухе у печи не превышала ПДК.

Выплавку сплавов на основе меди (марка М3, 99,6% меди) или алюминия (марка АВ91, 88,5% алюминия), содержащих легколетучие металлы (свинец, сурьму, висмут, теллур, цинк), осуществляли в открытой 20 кг-индукционной печи с аспирацией воздуха рабочей зоны при температуре расплава алюминия 690-750°С и меди - 1100-1150°С, что обеспечило концентрации их паров в воздухе менее ПДК. После замены футеровки печи или после промывочной плавки в ней же проводили опыты по получению микролегированного легколетучими металлами СО состава стали, или чугуна, или сплава на никелевой основе в соответствии с заявляемым способом и прототипом (по 3-4 опыта с каждым легколетучим металлом в виде дроби, частиц, кусков).

В соответствии с прототипом [7] материал СО состава чугуна типа П2 (ГОСТ 805-95), стали типа 10ХСНД (ГОСТ 19281-89), сплава типа ЭП742 получали в 20 кг-индукционной печи и легировали одним из известных способов дробью свинца [1] (чугун типа П2 и сплав ЭП742, всего 7 опытов) или палочками висмута [2] (сталь 10ХСНД, 4 опыта) в струю при разливке расплава в изложницу.

В соответствии с предлагаемым способом материал СО состава чугуна получали плавлением в 20 кг-индукционной печи отходов передельного чугуна типа П2 (углерод - 3,6%, кремний - 0,4%, марганец - 0,9%, хром - 0,6%, никель - 0,3%, медь - 0,1%), материал СО состава стали получали из отходов стали типа 10ХСНД (углерод - 0,11%, кремний - 0,9%, марганец - 0,6%, хром - 0,7%, никель - 0,5%, медь - 0,5%), материал СО состава сплава - из отходов сплава на никелевой основе типа ЭП742 (никель-основа, углерод - 0,06%, хром - 14,3%, молибден - 4,9%, титан - 2,6%, алюминий - 2,6, ниобий - 2,6%, кобальт - 9,8%, медь - 0,06%), а затем микролегировали сплавом. Замеры концентраций паров металлов в рабочей зоне проведены работниками СЭС.

Сплав разного состава (№1-6) с легколетучими металлами на основе олова присаживался в расплав чугуна (П2) перед выпуском из 20кг-индукционной печи (таблица 2).

Для случаев, когда в металле не допускается или ограничивается содержание олова, а содержание меди разрешено в пределах 0,4-0,6% (сталь 10ХСНД, 15ХСНД и др.) или не более 0,3% (чугуны и стали различных марок), микропримеси следует вводить сплавом на основе меди. В наших опытах сплав на основе меди разного состава (№1-6) присаживали в 20кг-индукционной печи в расплав стали 10ХСНД перед выпуском из печи (таблица 3).

Если в металле ограничиваются содержания олова и меди, но допускаются содержания алюминия более 0,05%, то микропримеси целесообразно вводить сплавом на основе алюминия. В наших опытах такой сплав разного состава (№1-6) вводили в 20кг-индукционной печи в расплавленный сплав на никелевой основе ЭП742 (алюминий 2,6%) (таблица 4).

Данные таблиц 2-4 показывают, что заявляемый способ позволяет получить однородный по летучим металлам материал, пригодный для использования в качестве СО состава стали, чугуна или сплава, существенно уменьшить потери летучих металлов, снизить количество вредных примесей до пределов менее ПДК, обеспечить за счет минимального колебания величины потерь заданное значение массовых долей легколетучих металлов в СО состава. Опытным путем также показана эффективность использования сплавов на основе олова, или меди, или алюминия, содержащих один или несколько легколетучих металлов из ряда: свинец, висмут, сурьма, теллур, цинк.

Новизна заявленного способа получения стандартного образца состава стали, чугуна или сплава, микролегированных легколетучими металлами, и стандартного образца состава стали, чугуна или сплава, микролегированных легколетучими металлами, с аттестованным содержанием одного или нескольких металлов, выбранных из группы, включающей свинец, висмут, сурьму, теллур, цинк, олово, медь, алюминий, обусловлена отсутствием в патентах и в литературе способов получения СО состава путем введения легколетучих металлов (свинца, висмута, сурьмы, теллура, цинка) в виде сплава на основе металла (олова, или меди, или алюминия) с низкой упругостью паров (при 1600°С) при соотношении элементов в заявляемых пределах.

Использование для введения в расплав легколетучих металлов в виде сплава на основе металла с низкой упругостью пара приводит к уменьшению потерь металлов, повышению однородности заготовок стали, или чугуна, или сплава по легколетучим элементам, делает возможным получение заданного состава заготовок и использование их в качестве материала стандартного образца состава с аттестованными значениями контролируемых элементов. Все вышеизложенное не вытекает из металлургической практики и не обнаружено в источниках информации, что определяет неочевидность заявляемого способа.

Примеры конкретного выполнения

Опытные плавки по легированию легколетучими металлами проводили в открытой индукционной печи емкостью 400 кг. В печи расплавляли отходы стали 35ХГСА (ГОСТ 4543-71), микролегировали по четырем вариантам расплав стали при температуре 1580-1620°С и разливали в 100 кг-изложницы. Расплав стали (400 кг) легировали в печи перед самым выпуском сплавом на основе олова, содержащим, мас.%: свинца - 7,5, висмута - 7,7, сурьмы - 7,6, теллура - 7,4, цинка - 4,5, и разливали 100 кг в изложницу, а затем ковали за два захода на круг 50 мм (выход годного металла 60-80 кг). Из оставшегося в печи расплава последовательно получали еще три варианта (микролегирование в печи 300, 200 и 100 кг расплава). В таблице 5 приведены четыре варианта состава заготовок стали диаметром 50 мм, легированной легколетучими металлами по предлагаемому способу. Присадки сплава на основе олова приведены в кг на 100 кг расплава. Однородность заготовок стали по предлагаемому способу составила 0,1-0,8, а концентрация паров металлов во всех случаях не превышала ПДК.

В таблице 5 приведены полученные аналогично вышеописанному четыре варианта последовательного легирования (400, 300, 200 и 100 кг расплава) стали 20 (ГОСТ 1050-88, содержание меди не более 0,30%) легколетучими металлами по предлагаемому способу путем введения сплава на основе меди, содержащего, мас.%: свинца - 7,0, висмута - 7,1, сурьмы - 7,0, теллура - 7,5, цинка - 7,5. Расплав стали 20 до микролегирования содержал 0,07% меди, а полученные после ковки заготовки диаметром 50 мм (вес 60-80 кг) - на 0,04-0,10% больше (таблица 5). Однородность заготовок стали составила по предлагаемому способу 0,1-0,8, а концентрация паров металлов во всех случаях не превышала ПДК.

В таблице 5 также приведены четыре варианта последовательного микролегирования расплава стали 38Х2МЮА (ГОСТ 4543-71, алюминий - 0,7-1,1%) легколетучими металлами по предлагаемому способу путем введения сплава на основе алюминия, содержащего, мас.%: свинца - 5,2, висмута - 5,3, сурьмы - 5,0, теллура - 5,1, цинка - 2,6. Расплав стали 38Х2МЮА до микролегирования содержал 0,82% алюминия, а кованые заготовки - на 0,011-0,060% больше. Однородность заготовок стали по предлагаемому способу составила 0,1-0,8, а концентрация паров металлов во всех случаях не превышала ПДК.

Данные таблицы 5 показывают, что предлагаемый способ позволяет получить однородный по свинцу, висмуту, сурьме, теллуру и цинку материал заданного состава массой 60-80 кг, пригодный для использования в качестве материала СО состава, существенно уменьшить потери легколетучих металлов, снизить количество вредных примесей до пределов менее ПДК, получить равномерные шкалы по микропримесям, а также олову, меди, алюминию в заданных пределах. Из этого материала планируется выпустить 3 комплекта (по 4 образца каждый) СО предприятия стали 35ХГСА, 20 и 38Х2МЮА с аттестованными в заданных пределах содержаниями микропримесей: свинца, висмута, сурьмы, теллура и цинка (каждый элемент по 4 значения в комплекте), а также элементов (олово, или медь, или алюминий), которые являются основой сплава, вводимого в расплав.

Опытно-промышленные плавки по предлагаемому способу получения стандартного образца состава сталей проводили в заводских условиях на вакуумно-индукционной печи емкостью 0,5 т (ВИП-0,5). Сплав на основе олова, содержащий свинца - 7,9%, висмута, теллура, цинка по 0,25-0,3% каждого, сурьмы - 0,4%, подавался в ВИЛ в количестве 0,020-0,148 кг на 100 кг расплава (0,1-0,74 кг на плавку) (таблица 6) через специальный затвор, что исключало загрязнение рабочей зоны печи. Полученный слиток весом 500 кг ковали за два захода на заготовки диаметром 90 мм, которые катались затем на прокатном стане на пруток диаметром 40 мм. Выход годного металла из слитка составил 200-300 кг.

Для сравнения были взяты после ковки и прокатки заготовки диаметром 50 мм стали высокой обрабатываемости резанием АС14 (ГОСТ 1414-75, свинец - 0,15-0,30%), полученные по известному способу [1] в открытой дуговой печи емкостью 10 т с микролегированием при разливке в 1 т-изложницы. Данные сравнения монолитных заготовок диаметром 50 и 40 мм, полученные по известному и предлагаемому способам, приведены в таблице 6.

Данные таблицы 6 показывают, что заявляемый способ позволяет получить в промышленных условиях однородный по свинцу и олову материал заданного состава массой 200-300 кг, пригодный для использования в качестве СО состава, существенно уменьшить потери летучих металлов, существенно снизить количество вредных металлов, осевших на фильтрах в системе газоочистки ВИП-0,5, получить равномерные шкалы по микропримесям в заданных пределах.

Полученные по предлагаемому способу заготовки сталей четырех марок (таблица 6) предполагается использовать в качестве четырех государственных стандартных образцов состава (УГ4и, УГби, УТ7и, УГ8и) в комплекте сталей углеродистых и легированных (УГ0и-УГ9и) с аттестованными значениями свинца и олова (4 значения каждого элемента).

Источники информации

1. А.с. СССР №340311, заяв. 24.12.1970, опуб. 25.11.1977, С21С 7/00.

2. Патент РФ №2139353, заяв. 11.12.1998, опуб. 10.10.1999, С21С 7/00.

3. Патент РФ №2163933, заяв. 12.07.1999, опуб. 10.03.2001, С21С 7/00.

4. А.с. СССР №1002368, заяв. 01.09.1980, опуб. 07.03.1983, С21С 7/00.

5. Патент РФ №2139354, заяв. 15.12.1998, опуб. 10.10.1999, С21С 7/00.

6. А.с. СССР №985083, заяв. 27.03.1981, опуб. 30.12.1982, С21D 5/04.

7. Плинер Ю.Л., Степин В.В., Устинова В.И. Стандартные образцы металлургических материалов. М., «Металлургия», 1976. 296 с.

8. ГОСТ 8.315-97 Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов.

Таблица 1
Физические свойства элементов Элемент Температура плавления, °С Температура кипения, °С Упругость пара, мм рт. столба Предельно допустимые концентрации (ПДК), мг/м³, класс опасности 1600°С, Другие температуры Железо 1536 3230 0,1   Не опасно Олово 232 2270 1,0   0,05 1 класс Медь 1083 2595 0,8   Не опасно Алюминий 660 2450   1,0 (1279°С)
0,002 (660°С) 2 3 класс Свинец 327 1740 400 1 (987°С) 0,01 1 класс Висмут 271 1610 700   0,50 2 класс Сурьма 630 1440 1000   0,50 2 класс Теллур 450 990 90   0,01 1 класс Цинк 419 906 40000 400 (844°С)
1 (250°С) 0,50 2 класс Марганец 1517 2368 20   0,30 2 класс

Таблица 2 № состава Содержание легирующих элементов в сплаве на основе олова (мас.% Технические показатели выплавки материала СО чугуна П2 Способ Свинец Висмут Сурьма Теллур Цинк Потери легирующих элементов, % Пары легирующих элементов, доли ПДК Однородность (отношение фактической к допускаемой погрешности) 1 0,1 0,1 0,3 0,1 0,1 3-6 0,1-0,2 0,9-1,1 Предлагаемый 2 0,2 0,2 0,4 0,2 0,2 5-10 0,1-0,2 0,1-0,6 Предлагаемый 3 2,8 2,6 2,9 2,7 2,5 10-15 0,2-0,5 0,2-0,7 Предлагаемый 4 5,6 5,2 5,8 5,3 5,1 13-16 0,3-0,6 0,2-0,7 Предлагаемый 5 7,9 7,8 7,7 7,9 7,8 15-20 0,4-0,7 0,3-0,8 Предлагаемый 6 8,2 8,1 8,1 8,2 8,1 28-35 0,8-1,1 0,9-1,1 Предлагаемый 7 99,5 - - - - 40-60 4-6 1,5-1,8 Известный [1]

Таблица 3 № состава Содержание легирующих элементов в сплаве на основе меди (мас.%) Технические показатели выплавки материала СО стали 10ХСНД Способ Свинец Висмут Сурьма Теллур Цинк Потери легирующих элементов, % Пары легирующих элементов, доли ПДК Однородность (отношение фактической к допускаемой погрешности) 1 0,1 0,1 0,3 0,1 0,1 3-5 0,05-0,1 0,9-1,1 Предлагаемый 2 0,2 0,2 0,4 0,2 0,2 3-6 0,05-0,1 0,1-0,5 Предлагаемый 3 2,7 2,9 2,8 2,7 2,8 6-10 0,1 -0,3 0,2-0,6 Предлагаемый 4 5,4 5,3 5,6 5,4 5,2 10-13 0,2-0,4 0,2-0,6 Предлагаемый 5 7,7 7,9 7,8 7,8 7,9 14-18 0,3-0,6 0,3-0,7 Предлагаемый 6 8,1 8.1 8,2 8,1 8,2 25-32 0,9-1,1 0,9-1,1 Предлагаемый 7 - 97,5 - - - 25-45 2-4 1,4-1,7 Известный [2]

Таблица 4 № состава Содержание легирующих элементов в сплаве на основе алюминия (мас.%) Технические показатели выплавки материала СО сплава ЭП742 Способ Свинец Висмут Сурьма Теллур Цинк Потери легирующих элементов, % Пары легирующих элементов,. доли ПДК Однородность (отношение фактической к допускаемой погрешности) 1 0,1 0,1 0,3 0,1 0,1 3-5 0,05-0,1 0,9-1,1 Предлагаемый 2 0,2 0,2 0,4 0,2 0,2 3-6 0,05-0,1 0,1-0,5 Предлагаемый 3 2,7 2,8 2,6 2,9 2,6 8-11 0,1-0,3 0,2-0,5 Предлагаемый 4 5,5 5,4 5,7 5,3 5,6 12-15 0,2-0,5 0,2-0,7 Предлагаемый 5 7,8 7,9 7,7 7,9 7,8 14-19 0,3-0,7 0,3-0,7 Предлагаемый 6 8,1 8,1 8,2 8,1 8,2 25-32 0,8-1,1 0,9-1,2 Предлагаемый 7 99,5         35-55 2-4,5 1,3-1,7 Известный [1]

Таблица 5 Присадки сплава, кг/100 кг Содержание микропримесей в стали, мас.% Потери легирующих металлов, % Свинец Висмут Сурьма Теллур Цинк Основа сплава   Сталь 35ХГСА Олово   0,035 0,0024 0,0025 0,0026 0,0026 0,0015 0,023 5-10 0,080 0,0055 0,0054 0,0056 0,0055 0,0025 0,047 9-14 0,125 0,0081 0,0082 0,0083 0,0082 0,004 0,068 12-17 0,165 0,0099 0,010 0,0102 0,0098 0,005 0,086 16-21   Сталь 20 Медь   0,065 0,0041 0,0042 0,0041 0,0043 0,0044 0,07+0,04=0,11 7-12 0,100 0,0062 0,0063 0,0062 0,0064 0,0064 (+0,06)0,13 10-15 0,130 0,0077 0,0079 0,0078 0,0080 0,0080 (+0,075)0,145 13-18 0,190 0,011 0,0112 0,011 0,0113 0,0118 (+0,10)0,17 15-20   Сталь 38Х2МЮА Алюминий   0,020 0,001 0,001 0,001 0,001 0,0005 0,82+0,011=0,831 3-8 0,050 0,0023 0,0024 0,0022 0,0022 0,001 (+0,027)0,847 6-11 0,090 0,0041 0,0042 0,0039 0,0040 0,002 (+0,047)0,867 10-15 0,120 0,053 0,054 0,051 0,052 0,0027 (+0,060)0,880 12-17

Таблица 6 Способ Тип стали, (№ СО) Массовые доли элементов, % Технические показатели выплавки СО состава сталей Свинец Олово Потери легир., % Однородность (отношение фактической к допускаемой погрешности) Присадки сплава, кг/100 кг Предлагаемый 60С2Г (УГ4и) 0,0076 0,081 17
15 0,22 0,12 0,24 Предлагаемый 25Х1МФ (УГби) 0,0095 0,112 20
18 0,11 0,148 0,23 Предлагаемый 30ХН2МФА(УГ7и) 0,003 0,035 12
14 0,42 0,044 0,55 Предлагаемый 12МХ (УГ8и) 0,0013 0,016 16
5 0,63 0,020 0,52 Известный [1] АС14 0,18   52 1,6 0,33

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии получения стандартного образца состава сталей, чугунов или сплавов с аттестованным содержанием одного или нескольких легколетучих химических элементов. Способ включает получение расплава стали, чугуна или сплава и микролегирование его легколетучими металлами, формирование литой и/или деформированной заготовки, изготовление образца для химических и/или физических методов анализа и аттестацию контролируемых элементов. Микролегирование расплава осуществляют сплавом на основе (олова, или меди, или алюминия), содержащим один или несколько легколетучих металлов, выбранных из группы, включающей свинец, висмут, сурьму, теллур, цинк, при следующем соотношении элементов, мас.%: свинец 0,15-8,0, висмут 0,15-8,0, сурьма 0,35-8,0, теллур 0,15-8,0, цинк 0,15-8,0, олово, или медь, или алюминий остальное. Изобретение обеспечивает необходимую химическую однородность стандартного образца с заранее заданными низкими концентрациями аттестуемых легколетучих элементов за счет их введения в металлический расплав в виде сплава и практически исключает их испарение и сокращает выбросы паров легколетучих элементов в рабочую зону. 4 н.з. ф-лы, 6 табл.

1. Способ получения стандартного образца состава стали, чугуна или сплава, микролегированных легколетучими металлами, включающий получение расплава стали, чугуна или сплава и микролегирование его легколетучими металлами, формирование литой и/или деформированной заготовки, изготовление образца для химических и/или физических методов анализа и аттестацию контролируемых элементов, отличающийся тем, что микролегирование расплава осуществляют сплавом на основе олова, содержащим один или несколько легколетучих металлов, выбранных из группы, включающей свинец, висмут, сурьму, теллур, цинк, при следующем соотношении элементов, мас.%: свинец 0,15-8,0, висмут 0,15-8,0, сурьма 0,35-8,0, теллур 0,15-8,0, цинк 0,15-8,0, олово остальное.

2. Способ получения стандартного образца состава стали, чугуна или сплава, микролегированных легколетучими металлами, включающий получение расплава стали, чугуна или сплава и микролегирование его легколетучими металлами, формирование литой и/или деформированной заготовки; изготовление образца для химических и/или физических методов анализа и аттестацию контролируемых элементов, отличающийся тем, что микролегирование расплава осуществляют сплавом на основе меди, содержащим один или несколько легколетучих металлов, выбранных из группы, включающей свинец, висмут, сурьму, теллур, цинк, при следующем соотношении элементов, мас.%: свинец 0,15-8,0, висмут 0,15-8,0, сурьма 0,35-8,0, теллур 0,15-8,0, цинк 0,15-8,0, медь остальное.

3. Способ получения стандартного образца состава стали, чугуна или сплава, микролегированных легколетучими металлами, включающий получение расплава стали, чугуна или сплава и микролегирование его легколетучими металлами, формирование литой и/или деформированной заготовки, изготовление образца для химических и/или физических методов анализа и аттестацию контролируемых элементов, отличающийся тем, что микролегирование расплава осуществляют сплавом на основе алюминия, содержащим один или несколько легколетучих металлов, выбранных из группы, включающей свинец, висмут, сурьму, теллур, цинк, при следующем соотношении элементов, мас.%: свинец 0,15-8,0, висмут 0,15-8,0, сурьма 0,35-8,0, теллур 0,15-8,0, цинк 0,15-8,0, алюминий остальное.

4. Стандартный образец состава стали, чугуна или сплава, микролегированных легколетучими металлами, с аттестованным содержанием одного или нескольких металлов, выбранных из группы, включающей свинец, висмут, сурьму, теллур, цинк, олово, медь, алюминий, отличающийся тем, что он получен по одному из способов по пп.1-3.