Способ производства конструкционной низколегированной стали

 

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 21 С 5/52 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3910030/22-02 (22) 14 ° 06.85 (46) 23.02.87. Бюл. У 7 (71) Алтайский политехнический институт им. И.И. Ползунова (72) А.Ф. Сачавский, Б.Д. Цемахович, М.М. Егер, В.Н. Сокол, В.И. Субботин и В.К. Абдикаримов (53) 669.187 ° 25 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 7 18484, кл. С 21 С 7/06, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1135771, кл. С 21 С 7/06, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 852942, кл. С 21 С 5/52, 1979. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОНСТРУКЦИОННОЙ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ .(57) Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для выплавки сталей, идущих на из„„SU„„1291606 А 1 готовление литых заготовок, закаливаемых на мартенсит. Цель изобретения — повьппение ударной вязкости стали, закаленной на мартенсит, и экономия ферротитана. Предварительное раскисление и легирование металла проводят в сталеплавильном агрегате ферросилицием и ферромарганцем в количествах, равных 1,0-1,2Ж каждого от массы стали. Окончательное раскисление и легирование осуществляют в ковше введением ферробора .одновременно с ферромарганцем в количествах, равных соответственно

0,06-0,08Х и 0,6-0,8Х от массы стали, и введением ферротитана в количестве 0,2-0 3Х от массы стали.Это позволяет получить детали из стали, закаленной на мартенсит., более износостойкими и долговечными при экономии дорогостоящего ферротитана.

1 129

Изобретение относится к области металлургии в частности к производству сталей в электрических и мартеновских печах и может быть использовано для выплавки сталей, идущих на изготовление литых заготовок (деталей), эакаливаемых на мартенсит.

Цель изобретения — повышение ударной вязкости стали, закаленной на мартенсит, и экономия ферротитана.

По предлагаемой технологии производства стали определены добавки в металл оптимальных количеств бора.

Бор усваивается металлом на 60-70Х.

При введении 0,06-0,08 ферробора по отношению к массе стали в металле ,содержится 0,0015-0,003 бора, Опыты показывают, что введение бора меньше 0,0015 . оказывает очень малое влияние на прочность и ударную вязкость стали, повышение же содержания бора выше 0,0015Х заметно увеличивает эти показатели за счет того, что часть атомов бора заполняет дефекты атомного строения по границам зерен, уменьшая неравномерность в распределении углерода и азота и ослабляя роль границ как участков преимущественного выделения карбидов и нитридов.

Введение бора больше 0,003 вызывает появление боридной эвтектики, усиливает межкристаллитную коррозию и межкристаллитный излом,что приводит к снижению ударной вязкости.

Эффективность усвоения металлом ферробора повьппается, когда он подается в ковш совместно с ферромарганцем в указанных пределах. Добавка ферромарганца в количестве, меньшем

О,б, вызывает увеличение угара ферробора в ковше, а добавки ферромарганца, большие 0,8 . приводят к заметному охлаждению металла в ковше.

Предлагаемое количество ферротитана 0,2-0,3Х по отношению к весу стали является оптимальным для окончательного раскисления стали и измельчения аустенитного зерна. При введении ферротитана менее 0 2Х снижаются механические свойства стали (прочность, ударная вязкость). Введение ферротитана больше О,ЗХ практически дает один и тот же эффект раскисления, не приводя к дальнейшему улучшению механических свойств.

1606

2

Ферробор с ферромарганцем подают в ковш после некоторого заполнения

его жидким металлом на 0,1-0,2 его высоты для обеспечения лучшего перемешивания добавляемых элементов с металлом, а ферротитан подают при заполнении ковша на 0,5-0,6 его высоты, чтобы он успел раствориться в металле и равномерно распределиться к моменту заполнения ковша.

Ввод ферротитана после ввода ферромарганца и ферробора обусловлен максимальным снижением угара титана, так как он является более сильным раскислителем по сравнению с ферромарганцем и ферробором.

Отказ от использования при предварительном и окончательном раскислении силикомарганца и использование ферросилиция только для предварительного раскисления, а ферромарганца для окончательного и предварительного раскисления позволяет снизить угар марганца и облегчает попадание в заданные пределы по углероду.

Способ производства конструкционной низколегированной стали осуществляется следующим образом.

Расплавляют шихту, состоящую из металлолома с содержанием углерода

0,4-0,5, наводят шлак, проводят окислительный процесс плавки,включающий периодическую подачу железной руды и известняка в кипящий металл при 1620-1660 С в течение

20-25 мин, после этого проводят раскисление шлака. После раскисления шлака и рафинирования металла осуществляют предварительное раскисление и легирование металла в электропечи ферросилицием и ферромарганцем, затем производят раскисление и легирование в ковше введением ферробора одновременно с ферромарганцем и последующим введением ферротитана. После всех операций производят разливку металла по заготовкам.

Все опыты проводят при выплавке стали 35 ГЛ в электропечи с кислой футеровкой емкостью 6 т и загрузке

5 т.

Ударная вязкость (а ), твердость к (НВ) и прочность (й ) литой стали е д определяют после закалки от 1050 С в воду и отпуска 180 С вЂ” 2 ч.

Пример 1. Сталь получают описанным способом.

3 12916

После раскисления шлака и рафинирования металла осуществляют предварительное раскисление и легирование металла в электропечи ферросилицием в количестве 50 кг (10 кг/т или 1,07) и ферромарганцем в количестве,55 кг (11 кг/т или 1,17) ° Затем осуществляют раскисление и легирование в ковше введением ферробора одновременно в количествах, равных 10 соответственно 3 кг (0,6 кг/т или

0,06X) и 35 кг (7 кг/т или 0,77) при заполнении ковша металлом на О, 10,2 его высоты, и введением ферротитана в количестве 12,5 кг (2,5 кг/т 15 или 0,257) при заполнении ковша на

0,5-0,6 его высоты. Получают сталь со следующими механическими свойствами: а „ = 0,35 МДж, НВ = 470 ед, бв 1520 Н/м 20

Пример 2. Сталь получают по способу, описанному в примере 1.

Отличием является то, что в ковш ввоцят 0,077 (3,5 кг) ферробора.Получают сталь со следующими механи- 25 ческими свойствами: а„ = 0,45 МДж, НВ = 460 ед, Gs = 1550 Н/мг, Пример 3. Сталь получают по способу, описанному в примере 1.0т- 30 личием является то, что в ковш вводят 0,08Х ферробора (4 кг). Механические свойства полученной стали: а = 0,43 МДж; HB=470 ед, 8 =1540 Н/м .

Пример 4. Сталь получают по способу, описанному в примере 1, с тем отличием, что предварительно в печь дают ферромарганца 60 кг (1,2X) 7 а в ковш вводят его 30 кг (0,67.).

Получают сталь со 40 ническими свойствами: а = 0,39 МДж; . НВ = 460 ед; 6 в = 1480 Н/мг.

Пример 5. Сталь получают по способу, описанному в примере 1,с тем отличием, что предварительно в 45 печь дают ферромарганца 50 кг (1,ОХ), а в ковш его вводят 40 кг (0,8X).

Механические свойства полученной .стали; а„ = 0,42 МДж, НВ = 440 ед, б „ = 1540 Н/м .

Пример 6. Сталь получают по способу, описанному в примере 1.Отличие то,что в ковш вводят 0,1 (5 кг) ферротитана вместо 0,257 (12,5кг).

Механические свойства полученной стали: а„ = 0,20 МДж; НВ

= 470 ед, б в 1360 Н/мг

П .р и м е р 7. Сталь получают по способу, описанному в примере 1, 06 4 с тем отличием, что в ковш вводят

0,27 (10 кг) ферротитана вместо 0,25Х (12,5 кг). Механические свойства полученной стали: а„ = 0,38 МДж, НВ

= 455; & 1500 Н/м .

Пример 8. Сталь получают по способу, описанному в примере 1, с тем отличием, что в ковш вводят О,ЗХ (15 кг) ферротитана. Получают сталь со следующими механическими свойствами: а, = 0,41 МДж, НВ = 447 ед

6 = 1530 Н/м

Пример 9. Сталь получают по способу, описанному в примере 1, с тем отличием, что введение ферротитана производят при заполнении ковша на 0,3-0,4 его высоты. Получают сталь по следующими механическими сзойствами: а „ = 0,38 МДж HB=460 ед, o = 1520 Н/мг.

Пример 10. Сталь получают по способу, описанному в примере 1, однако введение ферротитана проводят при заполнении ковша на 0 8-0,9 его высоты. Механические свойства полученной стали: а„ = 0,36 МДж, НВ = 439 ед, 8 = 1480 Н/мг .

Детали из стали, закаленной на мартенсит предлагаемым способом являются более износостойкими и долговечными, что экономит дорогостоящий ферротитан.

Формула изобретения

Способ производства конструкцион- ной низколегированной стали, включающий рафинирование металла, предварительное его раскисление и легирование в сталеплавильном агрегате, окончательное раскисление и легирование марганцем и ферротитаном в ковше, отличающийся тем, что, с целью повышения ударной вязкости стали, закаленной на мартенсит, и экономии ферротитана, предварительное раскисление и легирование металла проводят ферросилицием и ферромарганцем в количествах, равных

1,0-1,2Х каждого от массы стали, а окончательное раскисление и легирование осуществляют введением ферробора одновременно с ферромарганцем в количествах, равных соответственно 0,06-0,08Х и 0,6-0,87 от массы стали, при заполнении ковша жидким металлом на О, 1-0,2 его высоты, и ферротитана в количестве 0,2-0,3Х от массы стали при заполнении ковша на 0,5-0,6 его высоты.