Модификатор Советский патент 1978 года по МПК C22C35/00 

(54) МОДИФИКАТОР

Изобретение относится к области металлургаи черных металлов и может быть использовано для повышения физико-механических и специальных свойств сталей феррито-перлитного класса. В последнее время при выплавке стали широко используют нитридное упрочнение. Однако большинство предлагаемых процессов связано с технологическими трудностями ввода азота в сталь: Одним из возможнЬ1х путей решения этого вопроса является ввод нитридов при помощи специальных лигатур, модификаторов.

Известен модификатор, содержащий: азот 0,5-3,0%; ванадай 5,0-10,0%, цирконий 0,52,5%, железо - остальное,.углерод и кремний, марганец содержатся в виде примесей 1.

Для получения качественного модификатора необходима разливка его расплава от температурь 1700° С с высокой скоростью охлаждения, что требует специальных разливочных устройств, так как только в этом случае возможн получение в модификаторе нитридов необходи мой дисперсности (менее 5 мкм).

При температуре выше 1600° С растворимость азота в расплаве железа с ванадием умен

шается. Поэтому для насыщения раотлава азоТом до 1-3% плавку необходимо проводить в атмосфере азота с избыточным давлением.

С целью повышения технологичности обработки модификатора и степени усвоения азота, однородности и дисперсности структуры обрабатьшаемого шлава он дополнительно содержит алюминий и цианамид кальция при следуннцем соотношении компонентов, вес.%:

0,3-30

0,5-2,5

1,0-10,0

0,5-3,0

3,0-10,0

0,5-2,0

1,0-10,0

Остальное

Сущность изобретения состоит в том, что в состав модификатор на основе железа вводится алюминий, кремний, марганец и цианамид кальция, что способствует повышению прочностных и специальных свойств.

Введение алюляшия в состав лигатуры позволило улучшить технологаческий процесс выплавки модафикатора.

При вьшлавке модификатора азот вводится в виде нитридов алюминия.

Введение менее 3 вес.% алюминия не обеспечивает необходимого количества азота в модификаторе. При содержании алюминия в модификаторе свыше 10 вес.% резко ухудагаются его технологические свойства. В интервале от 3 до 10 вес.% усваивается высокий процент азота за счет наличия ионов азота при разложении, ведение кальияя способствует првьшюнию степени усвоения азота. Иданамид кальция, имеющий температуру разложения 1300° С, вводят одновременно с азотом, вместе с кусжами азотированного ферромаргашщ либо перед продувкой расплава азотом. Вводят непосредственно под зеркало расплава в специальных пакетах.

При вводе циана1ъшда кальция меньше 0,5 вес.% эффективность его ввода, в частности усвоение азота, существенно шижается. При цианамиде кальция свьше 2 вес.% Joтмeчaютcя большие выбросы при плавке.

+ модификатор

72,255.1

I

+ модификатор

71,554.5

Кроме того, модафикатор содержит 1,010,0 вес.% кремния, необходимого для раскис ления рашлава и его охрупчивания.

Марганец присутствует в модификаторе, так как ввод азота осуществляется за счет азо гаройайного ферромарганца, поэтому его содер5кание в модафикаторе может, быть высокое до 30% и зависит от способа выплавки модификатора.

Эффективность модификатора проверяли на стали. 35Л. Модификатор вьшлавляли в высокочастотной пет Л13-13. Нитриды алЕюмюош, кремний и 1щанамид калыщя вводили по расплавлению шихтовых мате{ 1алов.

Химический состав выплавленного модификатора представлен в табл. 1.

Модифицировали сталь 35Л. Механические свойства стали показаны в табл. 2.

Из данных табл. 2 видно, что добавка модафикатора повышает степень усвоения азота, повьшиет однородность и дисперсность структуры обрабатьшаемой стали, увеличивает прочностные свойства на 30%, без снижения пластических свойств. Полученные данные свидетельствуют о першективах использования модификатора.

Т а б л и ц а 1

Т а б л и ц а 2

11,0

41,7

23,1

42,5

22,5