Модификатор Советский патент 1976 года по МПК C22C35/00 

1

Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использоваио для повышения физико-механических и служебных свойств сталей и качества изделий из них.

При .выплавке стали обычно широко используют нитридное упрочнение. Однако большинство процессов связаио с технологическими трудностями ввода азота в сталь. Одиим из возможных путей ренления этого вопроса является ввод яитридов юри ломощи специальных лигатур, модификаторов.

Известен, например, модификатор, содержащий хром, титан, азот, -марганец, РЗМ при следующем соотношении компонентов, вес. %: азот 0,5-1,5; титан 1,7-4,0; хром 0,3-20,0; марганец 0,3-20,0; РЗМ -0,05-0,3; железо-остальное. Обработка сплава указаиным модификатором позволяет без особых технологических трудностей вводить нитриды титана.

Однако указанный модификатор имеет ряд недостатков:

невысокая эффективность его использования при модифицировании углеродистых и низколегированных сталей, связанная с повышенной способностью к коагуляции нитридов титана;

низкая степень усвоения азота в модификаторе, ограничивающая верхний предел содержапия азота и требующая повышенного расхода модификатора;

модификатор плохо дробится, к поэтому технологически затруднен его ввод в металл.

Целью изобретения является повышение эффекти;вности действия модификатора, улучшение физиКО-Механических и специальных свойств сталей, улучшение технологических свойств сталей и способа вьшлавкн т.юдификатора. Это достигается путе.м ввода в него кальция, алюминия и кремния три следующем соотношении элементов, вес. %: азот 1,0-20,0; ванадий 10-20; титан 0,5-2,5; марганец 0,3-30,0; кремний 1 -10,0; алюминий 0,3-5,0; кальций 0,01-0,5; РЗМ 0,05-2,0; железо - остальное.

Нижний предел содержания азота определяют исходя из эффективности воздействия лигатуры на сталь. При содержании азота меньше 1 % количество вводимых нитридов мало и не способствует повышению физикомеханических свойств обрабатываемой стали. Практически получить содержание азота более 2% не удается.

Нижний предел содержания ванадия устанавливают исходя из необходимого количества нитридов в модификаторе, а верхний - исходя из возможности ввода азота с использованием азотированного ферромарганца.

Увеличение содержания титана свыше 2,5%

снижает технологические свойства модификаторов и затрудняет технологию их выплавки. При содержании титана меньше 0,5% количество его нитридов недостаточно; при этом уменьшаются механические свойства обрабатываемых сталей. Нижний предел содержания марганца 0,3% определяют из технологических соображений его выплавки, а -верхний- из условия ввода азота при помощи азотированного ферромарганца.

Нижний предел содержания кремния устанавливают исходя из технологических -соображений (дробимости) модификатора, а верхний- исходя из возможности ввода кремния в обрабатываемую сталь. Содержание алюминия 0,3% берут исходя из соображений раскисляющего действия модификатора, а |Верхний предел - исходя из технологических соображений (жидкотекучести) модификатора.

Содержание кальция определяют из условия повышения усвояемости азота. При содержании кальция менее 0,01% его влияние не ощущается, а при содержании больще 0,5% эффективность воздействия кальция остается неизменной. При содержании РЗМ меньше 0,05% не проявляются их рафинирующее и десульфирующее действия. Увеличение содержания РЗМ свыще 2% удорожает модификатор.

Совместное увеличение содержания титана, ванадия и алюминия лриводит к увеличению содержания нитридов в лигатуре и укрупнению частиц, что резко понижает эффективность влияния модификатора. Модификатор в количестве 0,5-3% от веса стали вводят в Плавильную печь в ковщ при выпуске металла или непосредственно в форму в условиях суспензионной заливки.

Формула изобретения

Модификатор, содержащий титан, марганец, азот, РЗМ, ванадий и железо, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности его действия, улучщения технологических свойств стали и способа его выплавки, в него введен алюминий, кремний и кальций при следующем соотнощении элементов, вес. %:

Азот

1,0-20,0 10,0-20,0

Ванадий

Титан 0,5-2,5 0,3-30

Марганец

Кремний 1,0-10,0

Алюминий 0,3-5,0

Кальций 0,01-0,5 0,05-2,0

РЗМ Остальное.

Железо