Комплексная лигатура для стали Советский патент 1988 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к легирующим сплавам для хромомолибденванадиевой стали, содержащим РЗМ и цирконий.

Известны лигатуры, которые могут бы ть использованы при легировании хромомолибденванадиевой стали редкоземельными металлами (РЗМ) и цирко- ;иием.

Цель изобретения - повьшение прочности и пластичности при температура до 570°С и ударной вязкости.

Предложенная лигатура, содержит Iцирконий, РЗМ, алюминий, кремний, Iкальций, магний титан, хром, молиб- |ден, ванадий и марганец при следую- |1цем соотношении элементов,мае.%:

глерод

20-35

3-1220

20-35 0,5-7

0,5-12 0,1-8

0,4-5 25

0,05-5

0,05-2

0,3-5

0,05-4

0,03-0,3 30 Остальное 0,03-03.

I Наличие в лигатуре основных легирующих элементов легируемой стали в сочетании с элементами, введенными в ее состав для улучшения прочностных свойств 5 которые предварительно связаны в прочные соединения с основ- . ыми легирунлцими элементами, позво- ,|пяет значительно улучшить прочност- |ные и высокотемпературные свойства .тегируемой стали.

Пределы содержания к комплексной .Н1игатуре циркония, РЗМ марганца и Кремния, выбраны из технологических Возможностей процесса изготовления Лигатуры, а также из соотношений эти Элементов в легируемой стали.

Пределы по содержанию в лигатуре .лшминия, кальция, магния и титана, Обусловлены алюминотермическим про- 1(;ессом получения лигатуры в дуговой :&лектропечи, используемыми шихтовы- Ш материалами и футеровкой электро- 1(1ечи.

Пределы по содержанию в комплекс- Вой лигатуре хрома, молибдена и вана Дия выбраны, исходя из технологии 1 ьтлавки лигатуры и физических свойст

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

комплексной лигатуры предложенного состава.

Пример. В дуговой крупнолабораторной электропечи с трансформатором мощностью 60 кВт, вьтлавляли образцы лигатуры предлодсенного состава, злектропечньм металлотермичес- ким способом.

В качестве сырья, содержащего цирконий, РЗМ, хром, ванадий и марганец использовали концентраты окислов этих металлов.Кремний, алюминий, кальций и магний поступали в лигатуру из восстановителей алюминиевого порошка и ферросилиция, а также из футеровки печи. Молибден и титан вводили в виде концентратов оксидов этих элементов, а также в виде металлических отходов.

Готовую лигатуру выпускали из печи в плоскую металлическую изложницу, футерованную угольными блоками. Лигатура бьша достаточно хрупкой и пригодной в дробленном виде для введения ее, как в ковш, под струю металла, так и при обработке стали в вакууматоре.

Химический состав образцов предложенной лигатуры приведен в табл. 1.

Лигатура известного состава содержит также 0,9% бора.

Образцы предложенной комплексной лигатуры и лигатзфы известного состава испытаны при выплавке хромомолибденванадиевой стали в индукционной электропечи емкостью 50 кг. Лигатуры в дробленном состоянии, кусочками до 10 мм в поперечнике, загружали под струю металла при вьшуске его из печи и ковш.

Вследствие небольшого развеса плавки, металл в печи дополнительно перегревали на 35-40 с против обычного, тщательно снимали шлак и хорошо раскисляли перед выпуском из печи в ковш.

Пробы на химический анализ и образцы для механических испытаний на ударную вязкость и высокотемпературную прочность, подвергали термообработке (нормализации при 980 С с последующим высокотемпературным отпуском при 730°С в течение 3 ч).

Результаты испытания образцов лигатуры предложенного состава и контрольного образцы лигатуры известного состава приведены в табл. 2.

Из рассмотрения результатов испытания видно, что если при использовании обр азцов известной лигатуры ударная вязкость составила 16,0кгм/см, пластичность 13,8% и стойкость до разрушения 1710 ч, то при использовании предложенной комплексной лигатуры эти величины были выше и составили соответственно 16,6-18,0 кгс/см, 14,5-17,8% и 1755-1900 ч.

Формула изобретения

Комплексная лигатура для стали, содержащая редкоземельные металлы, цирконий, кремний, алюминий, магний, титан, железо, отличающая- с я тем, что, с целью повышения прочности и пластичноссти при температурах

0

5

до 570 С и ударной вязкости стали, она дополнительно содержит хром, молибден, ванадий и марганец, при следующем соотношении компонентов в мае.%:

Редкоземельные металлы3-12

Цирконий20-35

Кремний20-35

Алюминий0,5-7,0

Магний 0,05-4

Титан0,05-2

Хром0,5-12

Молибден0,1-8,0

, Ванадий0,3-5,0

Марганец0,05-5,0

ЖелезоОстальное

t б я а ц

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изысканию лигатур для легирования хромомолиб- денванадиевой стали. Целью изобретения является повьцпение прочности и пластичности стали при температуре до 570 С и ударной вязкости. Предложенная лигатура содержит, мас.%: iwp- коний 20-35; РЗМ 3-12; кремний 20- 35; алюминий 0,5-7; хром 0,5-12; мог либден 0,1-8; ванадий 0,3-5; марганец 0,05-5; титан 0,05-2; кальций 0,3-4; магний 0,05-4; железо остальное. Использование предложенной лигатуры позволяет улучшить высокотем- пературные свойства стали. Гак сталь, легированная предложенной лигатурой, имеет ударную вязкость 16,6-18,0 кгм/см стойкость до разрушения при нагрузке 180 МПа 1755-1900 ч и пластичность 14,5-17,8%. 2 табл. i с

Комплексная лигатура предложенного состава

1 2 3

4 5

Лигатура известного состава

1,2Остмьно

4,0Со м

0,,,5

Таблица 2

14,5 16,4 17,8 17,2 15,4

13,8

1755 1815 1900 1840 1785

1710