Лигатура

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве низколегированных сталей. Лигатура содержит, мас.%: титан 10-50, ниобий 25-65, магний 2-35. Изобретение позволяет повысить прочностные характеристики легируемых сталей в 1,3-2,0 раза, а также снизить содержание серы.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве низколегированных сталей, где малые добавки элементов ниобия и титана оказывают на структуру и свойства стали существенное влияние. Прочностные свойства низколегированных сталей выше, чем у углеродистых в 1,3-2,0 раза.

В настоящее время в производстве сталей используются лигатуры и феррониобий состава:

алюминий 20-40%

ниобий 60-80%

алюминий-титан-ниобий состава:

алюминий 15-20%

титан 20-30%

ниобий 50-65% и феррониобий с содержанием ниобия 63-66,5%.

Недостатком является низкая технологичность и невозможность глубокой десульфурации стали.

В качестве ближайшего аналога заявленного изобретения может быть принята лигатура, содержащая титан и ниобий (см. RU 2003727, С 22 С 35/00, 30.11.1993 г.). Данная лигатура при введении в сталь не позволит снизить содержание серы, основной элемент стали, влияющий на ее прочностные свойства.

Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержащая титан и ниобий, согласно изобретению дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

титан 10-50%

ниобий 25-65%

магний 2-35%.

Магний вводится в жидком виде при температуре 680-720°С при восстановлении хлоридов ниобия и титана при избытке от стехиометрии 1,1-1,5 раза.

В процессе легирования магний вступает во взаимодействие с серой. Глубокая десульфурация стали повышает ее прочностные свойства.

Приводим описание проведенных плавок к заявке:

Плавка № 1. В жидкий магний (1,2 кг) при температуре 700°С вводим низшие хлориды титана в количестве 2 кг. Магния на восстановление титана должно быть в 1,5 раза больше стехиометрически необходимого количества. Расплав перемешали в течение 5 минут, соли поднялись вверх, титан высадился на дно тигля. Тигель достали из печи и загрузили 2,8 кг пентахлорида ниобия со скоростью 20 кг/мин. Расплав перемешивается 15-20 минут, дается отстой 20 минут, соли сливаются в одну изложницу, лигатура в другую. Вес лигатуры 1,5 кг. Получили содержание ниобия в лигатуре 25%, титана 28%, магния 32%, остальное до 100% - хлориды магния и титана. Извлечение ниобия составило 65%, титана 44%.

Плавка №2. В жидкий магний (1,5 кг) при температуре 680°С вводим пентахлорид ниобия в количестве 2,8 кг в виде кусков ⊘ 3-4 см со скоростью 10 кг/мин. Необходимо исключить загрузку порошкообразного пентахлорида ниобия, так как вследствие его гидролиза образуются оксихлориды ниобия, которые возгоняются из зоны реакции и снижают извлечение ниобия. Магния на восстановление ниобия должно быть в 1,1 раза стехиометрически необходимого количества. После снижения температуры до 680°С вводят низшие хлориды титана в количестве 2 кг. Расплав перемешивают в течение 15 минут, дают отстой 20 минут. Соли сливают в одну изложницу, лигатуру в другую изложницу. Вес лигатуры 3,12 кг. Получили содержание ниобия в лигатуре 53%, титана 43%, магния 2%, остальное до 100% - хлориды магния и титана. Извлечение ниобия составило 68,2%, титана 45,1%.

Лигатура, содержащая титан и ниобий, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Титан 10-50

Ниобий 25-65

Магний 2-35