Сплав для раскисления, легирования и модифицирования стали Советский патент 1992 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали и чугуна.

Известен сплав для раскисления и легирования стали, содержащий, мас.%: Алюминий10-24

Кремний0,1-5

Титан0,1-10

Ниобий20-40

Медь0,1-5

Цирконий0,5-5

ЖелезоОстальное

Однако такой сплав не обеспечивает достаточно глубокое раскисление, стабильную окисленность стали. Эффект дисперсионного упрочнения стали в данном случае достигается использованием дефицитного, дорогостоящего компонента - ниобия.

Наиболее близким к изобретению является сплав для раскисления и легирования стали, содержащий, мас.%:

Алюминий5-25

Марганец30-45

Кремний10-20

Цирконий1-5

Титан1-5

ЖелезоОстальное

Однако и данный сплав не обеспечивает достаточного уровня прочностных и пластических свойств изделий вследствие невысокой эффективности использования карбонитридообразующих элементов и высокой загрязненности нитевидными сульфидами марганца.

1

Цель изобретения - снижение твердости и устранение разрывов по кромке при штамповке изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в сплав для раскисления,легирования и модифицирования стали, содержащий алюминий, кремний, титан, цирконий, железо, дополнительно вводят углерод и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алюминий10-30

Титан10-25

Кремний10-25

Цирконий1-6

Углерод 0,005-5.0

(Л

XI

N XI ел ю

00

Азот0,001-1,0

ЖелезоОстальное

Предлагаемый состав сплава отличаетя содержанием азота и углерода Избыток в стали азота и углерода обеспечивает наиолее полное связывание алюминия и титаа, незначительное остаточное содержание лементов в матрице Последнее наряду с карбонитридным упрочнением позволяет остигать повышение пределов текучести и ЁременноГо сопротивления разрушению и нижения твердости. Кроме того, входящие в состав сплава азот и углерод влияют на процесс формирования сульфидов, способствуют устранению нитевидных, значительной протяженности сульфидов и, как следствие, устранению разрывов по кромке при штамповке изделий.

При содержании азота менее 0,02% и углерода менее 0,05% количество образующихся карбонитридов невелико и их наличие не влияет на свойства стали, а содержание в сплаве азота более 1 % и углерода более 5% приводит к значительной сеграции и укрупнению карбонитридов, что ухудшает пластические свойства стали.

В предлагаемом сплаве алюминий и титан используются в качестве легирующих элементов, способствующих образованию карбонитридов. Содержание алюминия и титана в сплаве менее 10% не обеспечивает необходимую дегазацию (связывание азота) и получение необходимого количества карбонитридов. Содержание алюминия более 30%, титана более 25% приводит к повышению содержания алюминия и титана в стали, не связанных в карбонитриды. Последнее приводит к снижению пластических свойств и неблагоприятному увеличению твердости стали.

Кремний входит в состав сплава в качестве раскислителя жидкой стали Положительное влияние кремния начинает проявляться при его содержании не менее 10%, При содержании кремния в сплаве более 25% повышения раскисляющего эффекта не наблюдается, а увеличивается содержание кремния в стали, что приводит к неблагоприятному увеличению твердости металла

Цирконий в стали оказывает модифицирующее действие, заключающееся в образовании на ранней стадии кристаллизации сульфидов, имеющих после прокатки чече- вицеобразную форму. При содержании циркония менее 1% не проявляется эффект модифицирующего действия, при большем 6% содержании образуются крупные карбонитриды циркония что приводит к снижению пластичности стали

Пример На Карагандинском металлургическом комбинате при производстве стали 2-ОГЮТ (марочный состав, мас.%. С 0,18-0,24, Мп 1,20-1,50, Si 0,30-0,50;

TI 0,08-0,14; AI 0,02-0,08; S, Р не более 0,03) опробованы сплавы известного и предлагаемого составов (см таблицу). Сплавы применяли для раскисления и доводки металла в ковше.

Металл выплавляли в 250-тонном конверторе, разливали в слитки массой 30 т, прокатывали на блюминге 1500, стане горячей прокатки 1700 без изменения существующей технологии.

Получали горячекатаный лист толщиной

5 мм, предназначенный для изготовления

методом прессования лонжеронов и других

изделий грузовых автомобилей КамАЗ.

Вырезку проб из горячекатаного листа

для механических испытаний, металлографического и химического анализов производили согл асно ГОСТ 4041-71

Испытание металла на растяжение с определением пределов текучести и временного сопротивления, относительного удлинения осуществляли по ГОСТ 1497-73 на образцах длиной 230 мм и шириной 30 мм. Определение твердости проводили методом Бринелля по ГОСТ 9012-59, испытания

на изгиб - по ГОСТ 14019-68, металлографические исследования по определению неметаллических включений - по ГОСТ 1778-70.

Как видно из таблицы , лонжеронная

сталь, получаемая с применением предлагаемого состава, в отличие от стали после обработки сплавом известного состава, имеет уменьшение твердости без снижения прочностных и пластических характеристик, устраняются разрывы металла.

Показатели механических свойств стали, получаемой с применением предлагаемого сплава, обеспечивают благодаря устранению разрывов кромки при штамповке стали с пониженной твердостью и контролируемой формой сульфидных включений (чечевицеобразной взамен нитевидной) высокую штампуемость крупных деталей, например лонжеронов грузовых автомобилей,

Формула изобретения

Сплав для раскисления, легирования и модифицирования стали, содержащий алю- миний, кремний, титан, цирконий, железо, отличающийся тем, что, с целый снижения твердости при сохранении прочности стали и повышения штампуемости за счет устранения разрывов по кромке, он дополнительно содержит углерод и азот при

следующем

мас.%:

Алюминий

Титан

Кремний

соотношении

1-6

0,05-5,0 0,02-1,0 Остальное

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали. Сплав содержит, мас.%: алюминий 10-30; титан 10-25; кремний 10-25; цирконий 1-6; углерод 0,05-50; азот 0,02-1,0; железо остальное. Сталь, обработанная данным сплавом, имеет предел текучести 40-51 кг/мм2, временное сопротивление разрушению 52- 60 кг/мм2, высокую штампуемость при изготовлении крупных деталей, например лонжеронов грузовых автомобилей. 1 табл.

тип)

Ч

ю

20 25 30

13

5

10

15

30

35

30

Осталькое 3,5

S

10 18 25 30

0,5 I

6

8

0,0

0,05

3,0

5,0

7,0

0,01 То е (1,02 0,1 1,0 1,5 ,о

0,5

о

0.5

1,5

5

о

5

5

5

39

38 46 42 51 58

55

Ь8 52 56 60 65

270

200 180 168 180 205

15

5 О О

о

5

15

5 О

о о

5