Сплав для раскисления и легирования стали Советский патент 1991 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству ферросплавов, используемых для раскисления и легирования стали.

Цель изобретения - повышение степени усвоения раскисляющих элементов расплавом, прокаливаемости и износостойкости стали.

В индентичных лабораторных условиях выплавляют предлагаемый и известный сплавы.

Получение предлагаемого сплава основано на восстановлении углеродом в рудно- термической печи оксидов кремния, алюминия, кальция, бора. Ввод в сплав азота осуществляется вдуванием. В качестве восстановителя при выплавке сплава используют металлургический коксик. Химический состав выплавленных сплавов представлен в табл.1.

В индукционной печи емкостью 10 кг полученные сплавы используют для раскисления и легирования стали марки 50 РА.

Обработка стали известным и предлагаемыми сплавами производится одинаковым их количеством (15 г/кг стали) без дополнительных корректировок.

В табл.2 приведены показатели усвоения элементов-раскислителей используемых сплавов, прокаливаемость и износостойкость стали в сравнении с применением известного сплава. Прокаливаемость и износостойкость стали определяют по ГОСТу.

Введение в сплав бора в количестве 0,5- 5 мас.% способствует повышению усвоению легирующих элементов и износостойкости стали, так как бор повышает раскислительную способность сплава, эффективно влияет на форму и природу включений в стали. Бор в количестве менее 0,5 мас.% не увеличивает раскисленную способность сплава, что не приводит к уменьшению угара элементов. При содержании бора свыше 5 мас.% происходит образование интерметаллических соединений

сл

о о

Ю

со

VJ

бора с железом, что является причиной уменьшения положительного влияния бора на механические свойства стали.

Введение в сплав азота в количестве 0,03-3 мас.% с учетом содержания в сплаве нитридообразующих элементов способствует увеличению прокаливаемое™ и механических свойств стали. При содержании азота в сплаве менее 0,03 мас.% количество образующихся дисперсных выделений не обеспечивает нужную прокаливаемость и комплекс механических свойств стали. При содержании азота в сплаве более 3 мас.% увеличиваются количество и размер дисперсных выделений, эффект нитридного уп- рочнения уменьшается, вследствие чего комплекс механических свойств и прокаливаемость стали ухудшаются.

Наличие в указанных пределах кремния обеспечивает уменьшение окисляемости бора и его равномерное распределение в объеме металла, что благоприятно сказывается на износостойкости и комплексе механических свойств Стали.

Содержание в предлагаемом сплаве 2- 13 мас.% алюминия в совокупности с бором увеличивает раскислительную способность кремния. Алюминий при содержании меньше 2 мас.% не оказывает, этого влияния, а при содержании его более 13 мас.% повы- шается окисляемость сплава на воздухе и угар при его использовании.

Присутствие в сплаве кальция улучшает усвоение азота в расплаве и повышает чистоту по оксидным включениям сплава, а так-

же физико-химические свойства обрабатываемой им стали. При содержании кальция менее 0,6 мас.% указанный эффект малоощутим, а при содержании более 3 мае. % происходит не очищение матрицы от неметаллических включений, а ее загрязнение вследствие запутывания в ней оксидов кальция.

Предлагаемый сплав в виде примесей содержит фосфор и серу, содержание которых строго ограничено из-за их влияния на свойства самого сплава, а также физико-химические свойства обрабатываемой стали.

Таким образом, как следует из данных табл.2, в результате использования предлагаемого сплава для раскисления и легирова- ния повышается степень усвоения раскисляющих элементов расплавом, прокаливаемость и износостойкость стали.

Формула изобретения Сплав для раскисления и легирования стали, содержащий кремний, алюминий, кальций, азот и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения степени усвоения раскисляющих элементов расплавом, прокаливаемости и износостойкости стали, он дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кремний30-45

Алюминий2-13

Кальций0,6-3,0

Бор0,5-5,0

Азот0,03-3,0

ЖелезоОстальное

.V

Таблица

Изобретение относится к сплавам для раскисления и легирования стали. Целью изобретения является повышение степени усвоения раскисляющих элементов расплавом, прокаливаемости и износостойкости стали. Сплав содержит, мас.%: кремний 30 - 45

алюминий 2 - 13

кальций 0,6 - 3

бор 0,5 - 5

азот 0,03 - 3

железо остальное. Раскисление предлагаемым сплавом стали 50РА позволяет на ъ 5% повысить степень усвоения расплавом кремния и алюминия, при этом почти вдвое возростает прокаливаемость и на 35% повышается абразивная износостойкость стали. 2 табл.