Способ раскисления коррозионностойкой стали

 

О П И С A Н И Е <» zan.ç77

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио12.11.75 (21) 218gggg/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.о

С 21 С 7/06

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР во делам изобретений и открытий (43) Опубликовано25.03.77.Бюллетень №11 (53) уДК 66g 046,554 (088.8) (45) Дата опубликования описания 22.04.77

Е. Г. Афтандилянц, Х. А. Тимашов, И. Е. Писарев и Г. П. Ким (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт технологии химического и нефтяного аппаратостроения (54) СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к производству коррозионностойких сталей, применяемых в литом состоянии.

Известен способ раскисления среднелегированной стали, который состоит в том,что совместно с алюминием в нее вводят 1,53,0 кг силикокальция, 1,5-2,5 кг феррованадия, 100-325 r ферробора на тонну металла.

Указанный способ раскисления в приме- l0 нении к литым высоколегированным коррозионностойким сталям не обеспечивает-повышение коррозионной стойкости совместно с прочностнымй свойствами в лйтом состоянии, так как газонасыщенность в высоко- l5 легированных коррозионностойких сталях выше чем в среднелегированных и количество раскислителей будет недостаточно для их удаления, в то время как введение ферробора в количестве 100-325 г снижает 20 стойкость к межкристаллитной коррозии.

11ель изобретения — повышение Корро зионной стойкости и прочностных свойств коррозионностойкой стали в питом состоянии. 25

Это достигается тем, что для раскисления стали вводят силикокальция 2-3 кг/т, феррованадия 2,5-3 кг/т, ферробора 0,020,03 кг/т и дополнительно меди 0,8-1,5 кг/т стали на струю жидкого металла, во время слива его в ковш.

Улучшение коррозионных и прочностных свойств стали происходит вследствие того, что упомянутый комплекс добавок перемещает неметаллические включения с границ зерен в их массу и рассредотачивает скопления включений. Такое воздействие связано с тем, что комплексная добавка вызывает дополнительное энергичное раскисление и дегазацию металла и поэтому после затвердевания границы зерен получаются более свободными от окислов и некоторых неметаллических включений. Введенные добавки, образуют достаточно тугоплавкие соединения с загрязняющими примесями. Эти тугоплавкие соединения кристаллизуются из расплава в первую очередь и располагаются внутри зерен, или находясь в граничной области зерен, в значительно меньшей степени, чем легкоплавкие примеси, ослабляют их границы.

551 377

Таблица 1 ( кг/мм

CI ъ кгм/см г à1 кг/мм

1Р1 о о

Вариант

29,3

52,0

42,0

38,2

11,4

34,0

51,0

40,0

37,5

10,5

Таким образом, происходит какбы "очищение" границ от примесей, ослабляющих связь между отдельными зернами.

Силикокальций обладает большой раскислительной спос обностью, но добавка влитую коррозионностойкую сталь силикокальция меньше

2 кг на тонну жидкого металла не дает достаточного эффекта, в то время как добавка свыше 3 кг/т резко снижает ударную вязкость. 10

Ванадий обладает большим сродством к азоту. Ванадий, введенный в сталь в виде феррованадия до присадки титана, связывает основное количество азота, а титан расходуется только на связывание углерода в карбиды, что уменьшает возможность образования карбидов хрома. Добавка феррованадия меньше 2,5 кг на тонну жидкого металла не связывает достаточного количества азота, а свыше 3 кг-снижает пластичес-20 кие свойства, Раскислительная способность бора больше чем кремния. Эффективность действия ферробора повышает еще больше, когда он присаживается в обычную сталь совместно с силикольцием, феррованадием и медью.

При введении ферробора, некоторая часть атомов бора заполняет дефекты по границам, уменьшая тем, самым неравномерность в распределении углерода и различие в механи->0 ческих свойствах приграничных и глубинных объемов зерен аустенита. Атомы бора, с одной стороны, до определенной степени "залечивают" дефекты структуры, а с другой,— способствуют более равномерному распределе 5 нию углерода в объеме металла. Снижается различие по энергетическому уровню основы зерна и границ, ослабляется их роль как участков преимущественного выделения карбидов. 40

Введение ферробора меньше 0,02 кг на тонну жидкого металла не оказывает достаточно эффективного указанного воздействия, а свыше 0,03 кг/т — ограничивается ввиду усиления межкристаллитной коррозии.

Медь, в составе комплексной добавки, вводилась в сталь для повышения коррозионной стойкости для увеличения катодной эффективности. В отличие от легирования, непосредственно повышающего анодную пассивируемость, когда требуется введение значительного процента легирующего компонента, легирование медью, повышающей эффективность катодного процесса, приводит к пассивированию сплава при малых процентах легирования.

Введение меди в сталь меньше 0,8 кг на тонну жидкой стали не оказывает воздействия на перенапряжение катодной реакции, а введение свыше 1,5 кг/т ограничивается возможностью питтингообразования.

Упомянутый комплекс добавок целесообразно давать на струю жидкого металла, во время слива его в ковш. Это позволяет снизить до минимума безвозвратные потери добавок, равномерно распределить их по объему металла, а также микролегировать сталь.

Пример. Нержавеющую сталь

10Х18Н12М2ТЛ выплавляют в основной дуговой печи ДС-О, 5А методом переплава легированных отходов с продувкой стали кислородом. После окончания продувки в металл присаживают кусковой 45%-ный ферросилиций в количестве 15 кг/т. На шлак вводят раскислению смесь в составе 5 кг/т мелкодр обленног о 7 5 о/-ног о ферросилиция 3-4 кг/т и алюминиевый порошок 1,0 — 1,5 кг/т.

После доведения жидкого металла по химическому составу ЗОУ-ный ферротитан закладывают в ковш и во время слива стали из печи струя маталла обрабатывается механической смесью, состоящей из феррованадия 2,5-3 кг/т в кусках размер ом 50-40 мм, силикокальция 2-3 кг/т кусками 40-50 мм, порошка ферробора 0,02-0,03 кг/т размером частиц не более 1-2 мм и меди 0,8-1,5 кг/т размером 40 х 40 мм.

Механические свойства сталей, раскислено ных по предлагаемому способу при +20 С приведены в табл. 1.

551377

Таблица2

0,001 1 14,8950 14,8501 0,0449

8,93

8,16

0,0011 14,6582 14,6129 0,0453

8,23

9,01

Составитель И. Чепикова

Редактор Л, Лашкова Техред А. Демьянова Корректор Б. Югас

Заказ 91/15 Тираж 672 Подписное

IIHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Механические свойства сталей, раскисленных по предлагаемому способу при + 700 С, имеют следующие свойства:

Предел текучести, (Q„) 21,5 кг/мм

Предел прочности, (Дв) 30,5 кг/мм "

Относительное удлинение>(д) 31,3 %

Отливки из коррозионностойкой стали, раскисленной и микролегированной по предлагаемому способу имеют повышенную коррозион- ную стойкость и более высокие прочностые свойства, чем отливки из, стали, раскисленной по известному способу .

Применение предлагаемого способа раскисления стали позволит увеличить надежность и срок службы отливок из коррозионностойких сталей типа 10Х18Н12М2ТЛ и

10Х18Н9ТЛ. При этом уменьшается брак шиберных задвижек, работающих в аппаратах по перекачке целлюлозы, по причине межкристаллитной коррозии с 3% до l 5%.

Относительное сужение, (y j 42,0

Металл, раскисленный по предлагаемому способу (испытания проводились в 10%-ном растворе серной кислоты) при температуре кипения образцов стали 10Х18Н12М2ТЛ, приведены в табл. 2.

Формула изобретения

Способ раскисления коррозионностойкой стали путем совместного ввода в металл силикокальция 2-3 кг/т, феррованадия 2,53кг/т стали и ферробора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости и прочностных свойств, на струю металла при сливе его в ковш совместно с силикокальцием, феррованадием и ферробором вводят медь 0,81,5 кг/т, а ферробор 0,02-0,03 кг/r стали.