Способ выплавки азотосодержащейбыСТРОРЕжущЕй СТАли Советский патент 1981 года по МПК C21C5/52 

1

Изобретение относится к металлургии, в частности, к способам выплавки быстрорежущих сталей.

Известен способ выплавки быстрорежущей стали, заключающийся в введении азота в ванну в виде азотированных ферромарганца и ферротитана, содержащих соответственно 7н-8 и вес. % азота, причем азотсодержащие присадки вводят непосредственно перед выпуском стали 1.

Недостатком известного способа легирования быстрорежущей стали является высокая себестоимость стали, низкое усвоение азота и качество металла, а также невысокая стойкость изготовленного из него режущего инструмента.

Цель изобретения - снижение себестоимости стали, повыщение металла и стойкости изготовленного из него режущего инструмента.

Эта цель достигается тем, что азотсодерл ащий материал вводят в ковщ совместно с цирконием в количественном соотнощении циркония и азота 1,0 : 0,7-f-1,0, а выпуск первых порций расплава производят без щлака.

При легировании азотом быстрорежущей стали по способу, описанному в авт. св. № 583195, азотсодержащий материал вводят в ванну непосредственно перед вынуском стали. Усвоение азота при этом получается низким, так как часть его удаляется из металла в процессе последующего выпуска плавки из печи.

Введение азотсодержащих материалов в ковш совместно с цирконием в количественном отнощении циркония и азота 1 : 0,7-4-1,0 способствует более высокому усвоению азота за счет образования мелкодисперсных и термодинамически прочных нитридов циркония (ZrN), имеющих больщой удельный вес (7,1-7,3 г/см) и поэтому практически не удаляющихся из металла.

Нитрид циркония имеет область гомогенности от ZrNo,7 до ZrNi,o, поэтому совместная присадка циркония и азота берется, исходя из соотнощення 1 : 0,,0.

Нитриды циркония имеют температуру плавления 3000°С и поэтому образуются в жидком металле и являются готовыми центрами кристаллизации. Вследствие этого при затвердевании быстрорежущей стали, выплавленной по предлагаемому способу, получается более мелкое зерно и равномерное распределение карбидной фазы, что уменьщает степень дендритной ликвации и повыщает технологическую пластичность литого металла.

Кроме того, нитриды (карбонитриды) циркония задерживают рост зерна аустенита при нагреве быстрорежущей стали под закалку и ее можно нагревать на 15- 20°С выше обычных температур, что увеличивает легированность твердого раствора. Это повышает теплостойкость быстрорежуш,ей стали, выплавленной по предлагаемому способу, и стойкость изготовленного из нее режущего инструмента.

При выпуске первых порций металла без шлака, в отличие от обычного выпуска со шлаком, происходит более полное и стабильное усвоение циркония и азота, так как исключается отшлакование находящихся в ковше материалов и уменьшаются их потери.

Пример. Быстрорежущую сталь выплавляли в 60-ти килограммовой индукционной печи по предлагаемому способу. После расплавления шихты и раскисления металла и шлака в ковш присаживали прокаленные азотированный феррованадий и силикоцирконий в соотношении азота и циркония 1 : 0,7- 1,0. Сталь разливали на два слитка по 30 кг. Качество стали, выплавленной по предлагаемому способу, сравнивали с качеством металла, легированного азотом по известному способу.

Из одного слитка вьфезали и изготавливали образцы для исследования пластичности металла методом горячего кручения. Другой слиток ковали на сорт 0 30 мм, из которого вырезали резцы.

Пластичность быстрорежущей стали, выплавленной по предлагаемому способу, на 45%, а стойкость изготовленных из нее резцов на 30% выше аналогичных характеристик стали, легированной азотом по известному способу. Усвоение азота при этом на 24% выше при выплавке стали по предлагаемому способу.

;

.J

Формула изобретения

Способ выплавки азотсодержащей быстрорежущей стали, путем введения в расплав азотсодержащих веществ, отличающийся тем, что, с целью снижения себестоимости стали, повыщения качества металла и стойкости изготовленного из него режущего инструмента, азотсодержащий материал вводят в ковш совместно с цирконием в соотношении циркония и азота 1,0: (0,7-1,0), а выпуск первых порций расплава производят без шлака.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 583195, кл. С 22С 38/30, 1976 (прототип).