Способ получения порошка дисперсно-упрочненной ферритной стали
Владельцы патента RU 2460611:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в химической промышленности, авиационном машиностроении и энергетике. Для получения порошка дисперсно-упрочненной ферритной стали, обладающего повышенной прочностью, распыляют расплав стали, суммарно содержащий 25-40 мас.% хрома и алюминия. Перед распылением в расплав вводят иттрий, исходя из соотношения между содержанием кислорода в распыленном порошке, предварительно определенного на опытной плавке, к содержанию иттрия в расплаве стали, равного 0,2-0,35. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.
Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано в химической промышленности, авиационном машиностроении и энергетике.
Известен способ получения порошка дисперсно-упрочненной ферритной стали, содержащей хром и алюминий, включающий распыление расплава стали азотом с добавлением кислорода (см. RU 2245762 С2, 10.02.2005). Известный способ принят в качестве ближайшего аналога заявленного способа.
Недостатки известного способа состоят том, что для его осуществления требуются дорогостоящие компоненты, в частности тантал, что делает его неоправданно затратным.
Задача заявленного изобретения состоит в получении порошка, изделия из которого обладают повышенной прочностью, с использованием малозатратной технологии.
Указанная задача решается посредством осуществления способа получения порошка дисперсно-упрочненной ферритной стали, содержащей хром и алюминий, включающего распыление расплава стали, суммарно содержащего 25-40 мас.% хрома и алюминия, причем перед распылением в расплав стали вводят иттрий в количесвте, обеспечивающем соотношение содержаниея кислорода в распыленном порошке, предварительно определенного на опытной плавке, к содержанию иттрия в расплаве стали, равное 0,2-0,35.
В частном варианте осуществления способа, порошок отжигают при температуре 1350-1450°С.
Введение в расплав иттрия приводит к образованию дисперсных тугоплавких оксидных фаз, что повышает прочность стали.
Экспериментально установлено, что содержание в расплаве суммарно хрома и алюминия ниже 25 мас.% приводит к снижению жаростойкости, а содержание выше 40% приводит к повышению хрупкости изделий из порошка и уменьшению их прочностных характеристик.
Также установлено, что соотношение между предполагаемым содержанием кислорода в распыленном порошке и содержанием иттрия в расплаве ниже, чем 0.2, не влияет на прочность изделий из порошка, а выше, чем 0,35, приводит к ухудшению прочностных характеристик.
Ниже представлены примеры осуществления заявленного способа.
Пример 1
В плавильной индукционной печи приготавливают расплав стали, содержащий 20 мас.% хрома и 5% алюминия.
Предварительно на опытной плавке стандартным методом анализа содержания кислорода в сталях определяют содержание кислорода и принимают его в качестве предполагаемого содержания кислорода в распыленном порошке (в данном случае 0,05 мас.%).
В приготовленный расплав стали вводят иттрий (например, в виде иттрий-никелевой лигатуры) в количестве 0,25 мас.% (отношение кислорода к иттрию в расплаве в данном случае - 0.2)
После гомогенизации расплава стали его сливают в промежуточную емкость и производят распыление энергоносителем высокого давления, например, азотом.
Пример 2
В плавильной индукционной печи приготавливают расплав стали, содержащий 30 мас.% хрома и 10% алюминия.
Предварительно на опытной плавке стандартным методом анализа содержания кислорода в сталях определяют содержание кислорода и принимают его в качестве предполагаемого содержания кислорода в распыленном порошке (в данном случае 0,2 мас.%).
В приготовленный расплав стали вводят иттрий (например, в виде иттрий-никелевой лигатуры) в количестве 0,6 мас.% (отношение кислорода к иттрию в расплаве в данном случае - 0,33).
После гомогенизации расплава стали его сливают в промежуточную емкость и производят распыление энергоносителем высокого давления, например, водой.
Полученный порошок высушивают и отжигают при температуре 1400 град.
1. Способ получения порошка дисперсно-упрочненной ферритной стали, содержащей хром и алюминий, включающий распыление расплава стали, отличающийся тем, что распыляют расплав стали, суммарно содержащий 25-40 мас.% хрома и алюминия, а перед распылением в расплав стали вводят иттрий в количестве, обеспечивающем соотношение содержания кислорода в порошке, предварительно определенного на опытной плавке, к содержанию иттрия в расплаве стали, равное 0,2-0,35.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что порошок отжигают при температуре 1350-1450°С.
