Сплав для раскисления и легирования стали
СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержащий алюминий , кремний, титан, ниобий медь и железо, отличающийся тем, что, с целью повьшения трещиностойкрсти стали, он дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Алюминий10-24 Кремний0,1-5 Титан0,1-10 Ниобий20-40 Медь0,1-5 Цирконий0,5-5 ЖелезоОстальное (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
09) (11) ЗСЮ С 22 С 35 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3512064/22-02 (22) 19.11.82 (46) 30.12.84. Бюл. В 48 (72) С.Г.Рыскина, Е.И.Арэамасцев, С.А.Спирин, А.Л.Егоров, Б.З.Беленький, А.В.Елютин, В.Я.Камьппев, П.В.Филиппов, В.И.Гудима и В.Н.Ново.польцев (71) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и
Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промьппленности (53) 669.13-198(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
У 894011, кл. С 22 С 35/00, 1980 °
2. Авторское свидетельство СССР
 514034, кл. С 22 С 35/00, 1975. (54) (57) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И
ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержащий алюминий, кремний, титан, ниобий, медь и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения трещнностойкости стали, он дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:
Алюминий 10-24
Кремний 0,1-5
Титан О, 1-10
Ниобий 20-40
Медь 0,1-5
Цирконий 0 5-5
Железо Остальное
113191 6 го
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству ферросплавов, .Известен сплав для легирования стали f1) содержащий, мас.X:
Цирконйй
20-47
Кремний 15-35
Марганец 10-40
Алюминий 2-9
Медь 0,2-5
Титан 0,1-4,0
Кальций О, 1-10
Железо Остальное
Недостатком сплава является то, что его использование не позволяет 15 повысить в достаточной мере прочностные свойства стали.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является сплав для раскисления и легирования стали P2), содержащий, мас.Ж:
Алюминий 25-60
Ниобий 15-20
Кремний О, 1-15 25
Медь 0,1-15
Титан О, 1-10
Углерод 0,01-2
Железо Остальное
Сплав может применяться для микро-3р легирования стали с целью измельчения зерна и повышения пластических свойств и вязкости стали.
Недостаток сплава заключается в том, что при использовании его для микролегирования не обеспечивается повышение прочностных свойств и трещиностойкости стали. Наличие же в сплаве такого карбонитридообразующего
40 элемента как титан в указанных количествах недостаточно для обеспечения требуемого уровня прочностных свойств и трещиностойкости.
Целью изобретения является повыше-45 ние трещиностойкости стали.
Поставленная цель достигается тем, что сплав для раскисления и ле" гирования стали, содержащий алюминий, кремний, титан, ниобий, медь и желе- 5О
so, дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.7:
Алюминий
Коемний 55
Титан
Ниобий
Медь
Цирконий G,5-5
Железо Остальное
Ниобий и титан имеют большое химическое сродство с углеродом и азотом.
Вследствие выделения карбидов ниобия и титана, вызывающих эффект дисперсионного твердения, происходит увеличение предела прочности и предела текучести .стали. Образующиеся в стали нитриды ниобия и титана способствуют измельчению зерна, что приводит к некоторому повьппению пластических и вязких свойств стали. Ниобий является наиболее эффективным упрочнителем стали в горячекатаном состоянии. Максимальное упрочнение дают добавки ниобия в сталь в количестве до 0,057.; дальнейшее увеличение содержания ниобия в стали нерационально, так как оно не обеспечивает значительного прироста прочности.
Алюминий и кремний — наиболее распространенные раскислители стали.
Алюминий эффективно измельчает зерно и тем самым повьппает пластические свойства и вязкость стали.
Наличие циркония уменьшает красноломкость стали и в присутствии других раскислителей, таких как кремний, алюминий, титан, приводит к снижению в металле количества неметалличесКих включений.
Медь также относится к элементам вызывающим эффект дисперсионного твердения стали, и способствует повьппению ее прочностных свойств.
Пример. В лабораторных условиях выплавлены сплавы для раскисления и легирования стали. С использованием полученных сплавов поовопят
7 плавок. Металл оазливают на слитки массой 16 кг. Слитки куют на заготовки. которые затем поокатывают на лабораторном стане "270" до толщины
10 мм. Из пластин вырезают образцы для испытания механических свойств и трещиностойкости.
Механические свойства (прочностные и вязкие) опоелеляются по стандартной методике. В результате силового воздействия при эксплуатации могут возникнуть трещины, поэтому изучение сопротивляемости образцов растяжению при наличии трещины (трещиностойкость) важно с точкй зрения надежности и долговечности работы конструкции. Определение пре. дела трещиностойкости проводят при
3 11319 комнатной температуре при растяжении образцов размером бх73х400 мм с трещиной.
ХиМический состав сплавов для раскисления и легиронания стали и результаты испытаний приведены в таблице.
Сравнительный анализ показал, что прочностные и вязкие свойства, а такS
16 4 же трещиностойкость образцов сталей, выплавленных с использованием предлагаемого сплава, выше, чем у прототипа, что связано с действием циркония при предлагаемом соотношении других компонентов.
Экономический эффект от использования изобретения составляет 15руб, /т проката стали.
I ! !
I о
V. о
К m о (») л (ч сч (Ф X
Э О
O,E X а v Õ
4 о о
I !
1 х х а
Ж а
Ff о о (О. л о (/\ (( л ь
Щ Й л о б б л о (/ л л о
О о о О л о (О 3 л ь ь О л ь ь О л о
О1 л ь (Г л л ь (Î
1 л о
L ((! (В
Э
О
И о
Г»
Э а (ГЪ о б (л о о
М о m
>Я !» о о
Ф о ю .4 о о о
Ю л о
I ( ж о
E о о х
Е» ((! х х (М (rl
«о ь о (A о
Ch л
«» (й
Во ь л
3/
E"
v о ! K
I М
01 л о
g« л л о» л (-4
«!»е
- о ! о л л .
;О О м о л л о (Ч Э л «ф
CLl O
E»o !
М Ch л Е»о (V CV (оЪ!
-(,42
z u î л о о
С4 л !»
«=з и о о «!
E»o «0 л Э вЂ” о и. ч л,о л л о - (Ч ° л !»
« о с И
< о.о
М О а «Э (4 (»3 и.
° О М «((1 и о л л «ф (,м O
М
Мл (V A о
o e о
Э о м о б ф. л м (Ж
М л»ф е (ч
Ж Ьо оо
«« л г
L» (A оо I Х е х и
u ce л (О,E
«а v
Е I
О
Й
Ю
Ф
i!O иl
I le
Д!Ц
1131916 о а о ((« л о о
Я î
Щ л
Ю л !(!»
o u м о л ((1
„о у л о э î л л
O сы: ( о»о
Qо oл л о оо
Ж
А
Во (4 а л
О л
« (»o (0 (»
oO E» о см «О :3 о о»о
Eî Э
»- N (»е4 э х
e ° a o
Wee
e (с4 х
tf. Э И Э
Э W Е йЭ О ц
Д 4 ахэй ее55 хххо о
2 .0 3 !
" Е E Э хххо
Э Э Э Х
Й Е Е А э е э й»
6) Я A э э e E
uvula (0 ((I e O
° ° ° а Ол
