Смесь для раскисления и легирования стали

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к разработке состава смесей для раскисления и легирования сталей. Цель изобретения - повышение пластических свойств и ударной вязкости стали. Смесь для раскисления и модифицирования содержит сплав алюминий-кальций, фтористый кальций и обогащенньй концентрат минерала эвдиалита при следунвдем соотношении компонентов, мас.%: сплав алюминий-кальций 20-55; обогащенный концентрат минерала эвдиалита 14-40; фтористый кальций - остальное . Дополнительный ввод в состав смеси обогащенного концентрата минерала , эвдиалита способствует повьшению пластических свойств и ударной вязкости стали в 1,5-2 раза за счет микролегирования и модифицирования металпа тугоплавкими окислами ниобия , циркония, РЗМ и др., входящими в состав этого минерала. Рекомендуется использовать при литье стальных деталей, требующих повышенную пластичность и ударную вязкость. 1 табл. (Л 4 4 О) 00 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4. С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4229051/31-02 (22) 16.03.87 (46) 23.12.88.Бюл. N 47 (71) Запорожский машиностроительный институт им. B.ß.×óáàðÿ (72) Э.В.Тарасенко, М,B.Ëóòîâ, И.П.Волчок, В.Г.Ковбаса, А.К.Савостьянов,,С.Петров, В.А,Маслобоев, 10.М.Костюков, В.И.Москаленко и И.В.Кудин (53) 669.15-198(088,8) (56) Патент CUA Ф 4094666, кл. С 21 С 1/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Н 1116082, кл. С 22 С 35/00, 1983. (54) СМЕСЬ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к разработке состава смесей для раскисления и легирования сталей. Цель изобретеЛФ и 446184 А 1 ния — повьппение пластических свойств и ударной вязкости стали. Смесь для . раскисления и модифицирования содержит сплав алюминий-кальций, фторис- . тый кальций и обогащенный концентрат минерала эвдиалита при следующем соотношении компонентов, мас.Ж: сплав алюминий-кальций 20-55; обогащенный концентрат минерала эвдиалита 14-40; фтористый кальций — остальное. Дополнительный ввод в состав смеси обогащенного концентрата минерала. эвдиалита способствует повьппению пластических свойств и ударной вязкости стали в 1,5-2 раза за счет микролегирования и модифицирования металла тугоплавкими окислами ниобия, циркония, Р3М и др., входящими в состав этого минерала. Рекомендуется использовать при литье стальных деталей, требующих повышенную пластичность и ударную вязкость.

1 табл.

1446184

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава смесей для раскисления.и легирования сталей.

Цель изобретения — повьппение пластических свойств и ударной вязкости стали.

Смесь для раскисления и легирования стали, содержащая сплав алюминий-кальций и фтористый кальций,дополнительно содержит обогащенный концентрат минерала эвдиалита при следующем соотношении компонентов, мас.7: 15

14-40

Сплав алюминийкальций 20-55

Обогащенный концентрат минера- 20 ла эвдиалита

Фтористый кальций или окись алюминия Остальное

Обогащенный концентрат минерала эв-, диалита представляет природную окисленную лигатуру, состоящую из следующих компонентов,мас.Е:ЕгО 25-40, Nb О g5; РЗМ 0 10; Т10 2, А1 0 0,5, Si0g 0,1; Fe O 1, Fe0 5; Мп0 5;

СаО остальное.

При введении в сталь в составе смеси этого минерала наблюдаются снижение содержания вредных примесей,перевод неметаллических включений в З5 глобулярную форму за счет содержащихся в нем кальция и редкоземельных металлов, частичное восстановление из оксидов циркония, ниобия, РЗМ, титана, марганца сплавом алюминий-каль- 40 ций, содержащимся в составе смеси.

Вводимый в состав смеси обогащенный концентрат минерала эвдиалита способствует также снижению пироэффекта при обработке стали, так как пред-15 ставляет собой смесь окислов и может частично выполнять роль инертной до- бавки.

Введение обогащенного концентрата минерала эвдиалита в состав смеси ниже нижнего предела не приводит к существенному росту свойств стали, что можно объяснить недостаточной эффективностью модифицирования одним сплавом алюминий-кальций. Введение обогащенного концентрата минерала эвдиалита в состав смеси вьппе верхнего предела также ведет к снижению пока-. зателей свойств стали, что вызвано пересьпцением стали тугоплавкнми окисL . лами, входящими в состав эвдиалита.

Предлагаемая смесь содержит сплав алюминий-кальций в количестве 2055 мас,Х, что обеспечивает оптимальный уровень свойств. Содержание сплава алюминий-кальций ниже 20 мас.7 неэффективно, ввиду плохой раскисленности металла, так как другие компоненты предлагаемой смеси (концентрат минерала эвдиалита и фтористый кальций) не обладают раскислительной способностью. Содержание сплава выше

55 мас.7 (вьппе верхнего предела, указанного в предлагаемой смеси) приводит к снижению содержания в смеси концентрата минерала эвдиалита и/или) фтористого кальция. Это снижает эффективность модифицирования ввиду недостаточного содержания в обрабаты„.ваемой стали таких эффективных модификаторов как цирконий, ниобий,.РЗМ, титан, содержащихся в эвдиалите.

Фтористый кальций играет роль инертной и флюсующей присадки, способствующег более спокойной реакции при обработке стали именно предлагаемого состава, а также удлинению крупных неметаллических включений из расплава, снижающих пластические свойства стали.

Содержание этого компонента в смеси определяется соотношением основных раскисляющих и легирующих добавок — сплава кальций-алюминий и концентрата минерала эвдиалита.

Для определения оптимального состава смеси провоцят опытные плавки стали 20Л.

Опытные плавки проводят в 60-килограммовой индукционной печи с магнезитовой футеровкой, в качестве исходных шихтовых материалов используют низкоуглеродистую сталь с содержанием углерода 0,087 (08КП) и электродный бой. Количество вредных примесей — серы и фосфора не превьппает соответственно О, 025 н О, 127.

Разливку стали проводят при помощи ковша с магнезитовой футеровкой, предварительно подогретого до температуры не ниже 600 С.

Обработку стали известной смесью для раскисления стали проводят в ковше, смесь присаживают на струю металла по заполнении ковша металлом на

1/3 емкости. При этом наблюдается

Смесь

Обогащенный концентрат минерала эвдиалита

ОтносительОтносительное удлинение, Ж

Ударная вязкость кДж м ное сужение, Ж

Известная

16

700

90

Предлагаемая

680

57

22

820

55

27

940

20

33

1120

40

50

970

50

34

780

66

30

650

75

14461 повышенное выделение газов, пыли и брызг ме;алла.

Обработку стали в ковше смесью предлагаемого состава проводят по5 рошковой проволокой с помощью подающего механизма от сварочного полуавтомата. Скорость ввода порошковой проволоки 1,5 м/с, время обработки

30 с. Для достижения высокой эффективности обработки, а также расплавления защитной оболочки порошковой проволоки жидкая сталь перегревается на 30-40 С выше, чем обычная температура заливки. 15

Составы исследованных реагентов для раскисления и модифицирования стали, а также вязко-пластические свойства стали, приведены в таблице.

Фракционной разливкой получают слитки весом 1О кг, из которых в дальнейшем изготовляют образцы для механических испытаний. Термообработка образцов заключается в нормализации при 920 С. 25

Анализ полученных результатов исследований, приведенных в таблице позволяет сделать вывод, что предлагаКомпоненты исследованных смесей, мас.7.

Сплав Фтористый алюминий- кальций кальций

84

4 емый состав существенно превосходиз известную смесь для раскислення по всему комплексу исследуемых свойств.

Соотношение компонентов в указанных пределах обеспечивает увеличение всего комплекса вязко-пластических свойств: ударная вязкость воэростает с 700 до 1120 кДк м, относитель ное удлинение — с 16 до ЗЗЖ, относительное сужение — с 32 до 57Х.

Формула изобретения

Смесь для раскисления и легирования стали, содержащая сплав алюминий-кальций и фтористый кальций, отличающаяся тем, что, с целью повышения пластических свойств и ударной вязкости стали, она дополнительно содержит обогащенный концентрат минерала эвдиалита при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Сплав алюминий-кальций 20-55

Обогащенный концентрат минерала эвдиалита 14-40

Фтористы1 кальций Остальное

Вязко-пластические свойства стали