Способ раскисления и легирования ванадийсодержащей нестареющей стали и смесь для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК C21C7/04 C21C7/06 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам производства качественных сталей для ответственных литых деталей, например деталей транспортных средств

Цель изобретения - увеличение устойчивости к деформационйому старению, повышение хладостойкости и предела текучести стали, снижение угара легирующих элементов

Эффективность воздействия вводимых сплавов обусловлена глубоким раскислением и деазотированием выплавляемой стали за счет максимального связывания кислорода и азота в прочные соединения. Благодаря этому максимально снижается присутствие кислорода и азота в растворенном состоянии, когда в результате поверхностной активности азот концентрируется по границам зерен, способствуя образованию в этих зонах фазовых и структурных составляющих, являющихся очагами разрушения состаренного металла Введение регламентированных количеств ванадиевого ферро сицилия и брикетов из титана и алю- момагния обеспечивает получение в присаживаемой смеси определенного опытным путем оптимального соотношения вводимых нитридообразующих элементов ванадия, титана и алюминия. Эти элементы снижают растворимость азота и образуют дисперсные нитрид- ные фазы, которые, являясь ингибиторами, измельчают структуру металла при аустенизации и после окончательной термообработки обеспечивают повышение предела текучести, ударной вязкости и хладостойкости. Формирующиеся при отпуске закаленной стали нитриды и карбонитриды ванадия и титана способствуют реализации процессов дисперсионного твердения и повышению предела текучести за счет взаимодействия с дислокациями при пластической деформации и обеспечивают выполнение требований по эксплуатационной надежности литых деталей

Изобретение иллюстрируется примерами, результаты выполнения которых приведены в табл и 2.

Стали типа 20ФТЛ-20Г1ФЛ в электродуговой печи выплавляют с раскислением и легированием по предлагаемому и известным способам. По достижении содержания углерода в металле 0,17-0,18% в печь для предварительного раскисления вводят силикомарга- нец. После выдержки металла в печи и достижения температуры 16001610°С плавку выпускают в ковш. При раскислении и легировании по предлагаемому способу на струю металла при выпуске присаживают смесь, содержащую ванадиевый ферросилиций,

брикеты из титана и алюмомагния, силикомарганец из расчета граничных и средних значений вводимых компонентов. Брикеты из алюмомагния и титана содержат 76% алюминия, 19%

титана и 5% магния, ванадиевый фер- , росилиций содержит 40% кремния, 5% ванадия и 55% железа

По известному способу при выпуске плавки на струю металла присаживают

смесь из ферросиликованадия, содер жащего 13% ванадия, 11% кремния, 76% железа из расчета получения требуемого содержания ванадия в готовой стали и ферросиликокальций Ск20 в

количестве 8,5 кг/м

Готовую сталь разливают в трефо- видные пробы. Сравнительные испытания на хладостойкость проводят как после нормализации, так и после дальнейшей деформации в размере 10% и такой же деформации со старением (нагрев до 250°С, выдержка 1ч).

Предел текучести определяют после закалки от 940 - 950°С с последующим отпуском при 630-650 С на цилиндрических образцах.

Характеристики известного и предлагаемого способов легирования, а также величины угара, ванадия и титана, полученные при их осуществлении, приведены в табл.1.

Предел текучести после термического улучшения, ударная вязкость при комнатной и отрицательных температурах в исходном (нормализованном) состоянии, после деформации, деформации и последующего старения приведены в табл.2.

При присадке брикетов из титана и алюмомагния в количестве меньшем 0,8 кг/т при вводе в состав легирую- ще-раскислительной смеси титана и алюмомагния.в количествах, соответственно меньших 0,7 и 3%, или при недостатке титана и алюминия относительно ванадия не обеспечиваются достаточное раскисление металла и содержание алюминия в готовой стали, i

необходимое для связывания азота в нитридные и карбонитридные фазы. В результате повышается чувствительность к старению, не обеспечивается диспергирование структуры и необходимые предел текучести и хладостой- кость термообработанной стали Кроме этого повышается угар ванадия. При присадке брикетов из титана и алюмо- магния в количестве большем 1,6 кг/т и введении титана и алюминия в количествах, превьшающих соответственно 2,7 и 11%, а также при избытке алюминия и титана по отношению к ванадию в стали образуются крупные включения нитридов, являющиеся концентра торами напряжений и способствующие хрупкому разрушению, особенно при. отрицательных температурах и после естественного старения.

Данные, приведенные в табл,1 и 2, показывают, что предлагаемый способ раскисления и легирования ванадийсо- держащей нестарекяцей стали и смесь для его осзпцествления обеспечивают высокую работоспособность деталей ходовой части вагонов в различных климатических условиях.

Формула изобретения

1. Способ раскисления и легирования ванадийсодержащей нестареющей

стали, включаннций предварительное раскисление в печи силикомарганцем , окончательное раскисление и легирование в ковше ванадиевой лигатурой, отличающийся тем, что, с целью увеличения устойчивости к деформационному старению, повьшгения предела текучести, хладостойкости

и снижения угара легирующих элементов, окончательное раскисление и легирование стали проводят в ковше ванадиевым ферросилицием, силикомарганцем и брикетами из титана и

апюмомагний, при этом соотношение ванадия титана и алюминия в смеси составляет соответственно 1:(0,17 - 1,5): (0,71-6,0), при зтом брикеты вводят в количестве 0,8-1,6 кг/т

ртапи.

2. Смесь для раскисления и легиро вания ванадийсодержащей нестареющей стали, включающая ванадиевый ферроси-. лиций, силикомарганец, отличающаяся тем, что при ковшевом легировании она дополнительно содержит алюмомагний и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ванадиевый

ферросилиций 34-79 Титан0,7-2,7

Алюмомагний 3-11 Силикомарганец Остальное

Т а 0 я н .ц а t

Изобретение относится к способам раскисления и легирования вана- дийсодержащей нестареющей стали и к смесям для его осуществления о Цель изобретения - увеличение устойчивости к деформационному старению, повышение хладостойкости и предела текучести, снижение угара легирующих элементов В соответствии с изобретением производят слеипощие операции: предварительное раскисление в печи силикомарганцем, введение на струю металла при переливе в ковш смеси, содержащей ванадиевый ферросилиций, брикеты из титана и алюмомагния, си- ликомарганеца При этом соотношение ванадия, титана и алюминия в смеси составляет соответственно 1:(0,17 - 1,5):(О,71 - 6,0), а брикеты вводят в количестве 0,8 - 1,6 кг/т. Смесь для ковшевой обработки содержит, мас.%: ванадиевый ферросилиций 34 - 79, титан 0,7 - 2,7, алюмомарганец 3 - 11, силикомарганец остальное Использование предлагаемого технического решения позволяет достигнуть следующих свойств: КСи, Дж/см , при -60°С 33 - 64, при -60°С после 10%-ной деформации 19 32, при -60° С после 10%-ной деформации и старения 14о. 27, 6 после улучшения 530 - 653 Ша. При этом угар ванадия составляет 3 - 5%, а угар титана 35 - 37%. 2 с.п. ф-лы, 2 табл о (Л СлЭ О5 О5 СП 00