Сплав для легирования стали

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к сплавам для легирования стали марганцем и азотом. Целью изобретения является снижение теплопроводности сплава и увеличение усвоения азота сталью. Предложен сплав, содержащий, мас.%: марганец 70-90; азот 4-8; кремний 1-5; углерод 0,5-1,5; хром 0,01-2;. кальций 0,05-2; алюминий 0,01-1; железо остальное. Предложенный сплав имеет теплопроводность 9, 9-13,2 Вт/м К и степень усвоения азота 46,0-52,0%. 2 табл. (Л со ел ел bo.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ @ " @ОСЬ.::, (21) 3956734/22-02 (22) 24.09.85 (46) 07,06.87. Бюл. № 21 (71) Институт черной металлургии, Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов и Запорожский ферросплавный завод (72) В.А.Вихлевщук, А.С.Стороженко, В.M.×åðíoãðèöêèé, В.В.Мураховский, Г.С.Андрюхин, С.Г.Грищенко, И.Д.Донец, В.А.Матвиенко, С.В.Лепорский, В.Д.Белан, Д.Ю.Левин, В.А.Саранкин, В.Н.Новиков, А,В.Рабинович и А.В.Гуляев (53) 669.13-198(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 608846, кл. С 22 С 35/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹ 358409, кл. С 22 С 35/00, 1970.

„.80„„1 15508 А1 (54) СПЛАВ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ (57) Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к сплавам для легирования стали марганцем и азотом. Целью изобретения является снижение теплопроводности сплава и увеличение усвоения азота сталью.

Предложен сплав, содержащий, мас.Е: марганец 70-90; азот 4-8; кремний

1-5; углерод 0,5-1,5; хром 0,01-2;. кальций 0 05-2; алюминий 0,01-1; железо остальное. Предложенный сплав имеет теплопроводность 9,9-13,2 Вт/м К и степень усвоения азота 46,0-52,0Е.

2 табл.

1 131550

Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам для легирования стали марганцем и азотом.

Целью изобретения является сниже ние тедлопроводности сплава и увеличение усвоения азота сталью.

Усвоение азота из аэотированных ферросплавов зависит от длительности их плавления в процессе выпуска плавки из агрегата. Если длительность 10 плавления куска ферросплава больше, чем продолжительность активного периода выпуска плавки из агрегата., то наблюдаются потери микродобавок (в данном случае азота) в связи с непал- 15 ным расплавлением кусков.

Продолжительность плавления ферросплава увеличивается при повышении теплопроводности ферросплава в связи с увеличением толщины намерзшей ме- 20 таллической корочки на куске ферросплава и повышением длительности ее последующего плавления в жидкой стали. Исследования показывают, что предлагаемый ферросплав имеет более низкую, чем известный легирующий сплав теплопроводность и обеспечивает более высокую степень усвоения азота.

Предложен сплав для легирования стали, содержащий марганец, азот, кремний, хром, углерод, алюминий, кальций и железо при следующем соотношении, мас.%:

Марганец 70-90

Азот 4-8

Кремний 1-5

Углерод 0,5-1,5

Хром О, 01-2

Кальций 0,05-2

Алюминий 0,01-1

Железо Остальное

Верхний предел содержания марганца (90 мас.%) ограничен значением, превьппение которого приводит к резкому снижению степени извлечения марганца в ферросплавной печи, а нижний (70 мас.%) — значением, когда умень- 5О шается насьпцаемость сплава азотом.

Верхний предел содержания кремний (5 мас,%) ограничен величиной, при которой обеспечивается максимальный коэффициент извлечения марганца при выплавке сплава, а нижний (1 мас,7)— значением, когда начинает проявляться влияние кремния на температуру плав.ления сплава.

8 2

Нижний предел содержания азота (4 мас.7.) принимают от значения, при котором использование сплава становится экономически целесообразным, а верхний предел (8 мас.%) ограничен величиной, при которой резко снижается скорость насыщения ферросплава азотом при его азотировании, Нижние пределы содержаний углерода (0,5 мас.%) и кальция (0,05 мас.%) принимают от значений, при которых становится заметным их влияние на снижение прочности сплава, а верхние их пределы (соответственно 1,5 и

2 мас.%) ограничены значениями, превышение которых резко снижает растворимость азота в сплаве.

Нижний предел содержания хрома (0,01 мас.%) принимают от значения, при котором становится заметным его влияние на степень усвоения азота сталью из сплава, а верхний (2мас.7) ограничен величиной, когда резко начинает увеличиваться прочность сплава.

Нижний предел содержания алюминия (0,01 мас.7) принят от значения, при котором становится заметным его влияние на снижение теплопроводности сплава, а верхний предел (1 мас.%) ограничен величиной, позволяющей использовать сплав при производстве полуспокойных сталей.

Пример. Сплав получают путем силикотермического восстановления марганецсодержащего сырья, силикомарганца с 0,5-1,5 мас.7 углерода, извести, отходов производства алюминиевых сплавов, стружки легированных хромом сталей в рудовосстановительных печах с твердофазным азотированием основного продукта плавки в вакуумтермических печах. Расход шихтовых ма.териалов при выплавке сплава в рудовосстановительных печах 3,1 т/т, температура процесса 1470-1610 С.

Твердофазное азотирование сплава осуществляется в порошке фракцией

0,7 мм в среде газообразного азота при 950 С в течение 53 ч.

Данные о химическом составе опытных партий сравниваемых сталей и их теплопроводности приведены в табл, 1.

Сплавы используют для легирования стали, содержащей на выпуске иэ сталеплавильного агрегата 0,08-0, 14 мас.7 углерода, 0,11-0,20 мас.7 марганца, 0,004-0,005 мас.% азота. Температура

3 1315508 металла 1625-1640 С. Легирование стали осуществляют в ковше последовательно силикомарганцем, 65 мас.X ферросилицием, одним из сравниваемых сплавов (табл. 1) и алюминием.

Формула из обре те ния

Сплав для легирования стали, содержащий марганец, азот, углерод, хром, кремний и железо, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью снижения его теплопроводности и увеличения усвоения азота сталью, он дополнительно содержит алюминий и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Марганец

Азот

Углерод

Хром

Кремний

Алюминий

Ре

Содержание компонентов, мас.X

ТеплопроводСостав

Mn N Si С Cr Ca Al

1i И ность!

Вт/м К

1 84,5 6 5 3,4 0,9 0 5 0,08 0 05 Нет Нет Остальное 13,2

2 90,0 4,0 1,0 0,5 2,0 0,05 0,01

9,9

0,68

3 78 3 5 7 2 5 1,1 О 01 2 О

10,1

4 70,0

Известный 72,4

8,0 5,0 1,5 2,0 0,9

11,4

1,0

6,5 2,1 0,7 1,8 Нет

2,8 8,5

Нет

17,5

Таблица 2

Соста сплав

Плавка тав стали, мас.7 (А1 оение та, N тн.

1,42 0,25

0 51 0,30

1,48 0,28

О, 14

47,5

0,01

0,021

0,020

О, 018

0,02

46,0

0,17

О, 16

49,1

0,02

1,6"„0,33 О, 01

50,5

О, 18

0,16

0,03

0,15

52,0

0,17

0,О3

51,2

49,8

0,19

0,05

0,16

0,04

50,1

О, 18 1,50 0,20

Известный

35,0

0,03

38,6

0 21

1,40 0,21

О, 15

В табл. 2 приведены химический состав полученных сталей и значения усвоения азота сталью из сравниваемых сплавов. 10

Из приведенных в табл. 1 и 2 данных следует, что предлагаемый сплав для легирования стали обладает по сравнению с известным более высокой теплопроводностью, что обеспечивает повышение усвоения азота сталью.

1,70 0,20 t,4О 0,27

1,50 0,25

1,68 0 31

70-90

4-8

0,5-1,5

О, 01-2

1-5

0,01 — 1

Таблица

О, 022

О, 024

0,025

0,027

0,016

0,015