Сплав для раскисления и легирования стали Советский патент 1977 года по МПК C22C35/00 

1

Изобретение относится к сталеплавильному производству, в частности к составам сплавов, применяемых для раскисления и легирования.

Известен сплав для обработки чугуна

и стали, содержаший, вес.%: ванадий 5-14; кремний 5-ЗО; марганец 5-25; хром 1,0-З, О; титан 0,1-2,0; углерод 0,2-4,0; азот 0,01-0,4; железо-остальное |l

Известен также сплав, содеожащий, вес.% молибден 5-ЗО; ванадий 5-2О; кремний 5-1О; марганец 2-10; углерод 0,5-3,5; хром 0,5-3,0; титан 0,5-5,0; железо - остальное 2.1 .

Однако известные сплавы не обеспечива- куг Достаточной раскисленности и чистоты стали, что приводит к необходимости использования алюминия в чистом виде. В результате такого раскисления металл имеет повышенную загрязненность оксидными включениями.

Целью изобретения является создание сплава для раскисления и легирования, ис- пол1зЗова1П1е которого обеспечивает повышение качества стали за счет снижения загряз-

ненности ее оксидными неметаллическими включениями, снижения газонасьцценности, обеспечения однородности химического состава, а также повышения ее прочностных характеристик.

Достигается это тем, что в сплав дополнительно введен алюминий при следук щем соотношении компонентов, вес.%:

Алюминий4-8

Углерод2,5-5

Ванадий0,2-15

Марганец0,1-2 5

КремнийО,1-2О

Хром0,1-4

Титан0,1-4

ЖелезоОстальное.

При раскислении металлическим алюминием вследствие его малого удельного веса раскисление происходит на границе раздела метапп-атмосфера.. Это приводит значительному окислению алюминия за сче кислорода атмосферы и загрязнению стали продуктами окисления.

При использовании сплава алюминия с более тяжелыми элементами на основе жеза раскисление стали алюминием осуществляется в объеме металла, в результате чего количество продуктов окисления алюминия резко сокращается.

Введение углерода в сплав в указанных пределах приводит к понижению температуры его плавления по сравнению с -температурой известных безуглеродистых и малоуглеродистых сплавов на 150-2SO°C, что обеспечивает равномерное распределение компонентов сплава в объеме стали. Вместе с этим повышенное содержание углерода способствует более активному вьщелению из металла СО и вследствие этого уменьшению содержания газов и неметаллических: включений.

Для повышения прочностных характеристик стали в сплав вводят ванадий. РСПОЛЬЗОвание сплава при выплавке высоко- и среднеуглеродистой конструкционной стали способствует повышению ее качества, уманьшению концентрадии водорода на 25%, повыше нию степени раскисленности (снижение содержания кислорода до 30%), улучшению макро- и микроструктуры снижению содержания неметаллических включений, особенно оксидных типа АЕ. О .

Применение сплава понижает угар At н V на 20-30% по сравнению с использованием металлического алюминия и ванадйя вне сплава с последним, при этом снижается и расход Те Si и Те Мп в количествах, пропорциональных содержанию марганца и кремния в предлагаемом сплаве. В сплве обязательно одновременное, присутствие алюминия, углерода и ванадия в заданных соотношениях.

Выбор пределов по содержанию компонентов в сплаве обусловлен следующими соображениями:

По алюминию - введением в сталь алюминия в зависимости от марки в пределах 0,01-0,06% (100-600 г/т). При меньшем расходе алюминия не обеспечивается необходимое связьшание кислорода. Кислород, находящийся в твердом растворе, приводит к снижению пластичности и ударной вязкости. При большем содержаний алюминия происходит зйГрязнение поверхности слитка веледствие .загущения и затягивани струи металла при разливке.

По углероод - приданием сплаву низкой температуры плавления, минимум которой согласно диаграммы состояния Те- С находится в интервале содержания 2,5-5,0%С Максимальный интервал температуры кристалли-заики предлагаемого сплава с учетом содержания в нем еще 4-8 АЕ составляет

1150 (солидус) - 1280 С (ликвидус), против температуры кристаллизации такого же, но безуглеродистого сплава - около 140О-1450 С.

По ванадию - получением низколегированных ванадием сталей с оптимальным уровнем механических свойств. При содержанки в сплаве менее 0,2%V(0,O1% V в металле не обеспечивается упрочнение стали; при содержании в сплаве более 15% V (более 0,1% в металле) происходит снижение пластичности и ударной вязкости стали.

По остальным компонентам (Мп, Si i Ct , Ti , Ve. ) химическим составом сырья, используемого для получения- предлагаемого сплава.

Пример. Металл обрабатывают сплавом, содержащим, вес.%: алюминий 7,8; угперод 4,7; ванадий 4,8; марганец 15; кремний 11,1; хром 3; титан 3; железоостальное. В результате обработки получены в металле оксн,цные включения 1-2 балла, угар алюминия 36%, угар ванадия 0%

П р и м е р 2. Металл обрабатывают сгшавом, содержащим, вес.%; алюминий 6,2; угперод 3,9; ванадий 4,5; марганец 15; кремний 11, 1; хром 3; титан 2,4; железо-остальное. В результате обработки получены в металле оксидные включения 1-2 балла, угар алюминия 37%, угар ванадия О%, П р и м е р 3. Металл обрабатывают сплавом, содержащим, вес.%; алюминий 3,95 углерод 2,8; ванадий 4,2; марганец 13,6; кремний 9,0; хром 3,0; титан 2,0; железоостальное. В результате обработки получены Б металле оксидные включения 1-2 балла, угар алюминия 40%, угар ванадия 0%.

При обработке металла известными сплаБам.и угар алюминия достигает 76%, угар ванап1 я 26%, а оксидные включения 4-5 баллов.

Формула изобретения

Сгшав для раскисления и легирования стали, содержаш.ий углерод, ванадий, марганец, кремний, хром, титан и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обрабатываемой стали, он дополнительно содержит алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.%;

Алюминий4-8

Углерод2,5-5

Ванадий0,2-15

Марганец0,1-25

Кремний0,1-20

Хром0,1-4 j Титан0,1-4 ЖелезоОстальное Источники информации, принятые во мание при экспертиза: 577249 1. Авторское свидегепьствоСССРМ 451779, ка.С22С35/ОО, 1973. вни-2. АвгорскоесвидетепьствоСССР№451781, кн. С 22 С 35/ОО, 1973.