Сплав для легирования стали

 

СПЛАВ ДЛЯЖГИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержа1 а1Й марганец, з&анаднй, крем . НИИ, железо, углерод, отличающий с. я тем, что, с целью снижения температуры его плавления повышения однородности распределения легирующих компонентов в стали и упрощения технологии легирования, ОН; дополнительно содержит азот и медь при следующем соотношении компонентов , вес. %: JfepraHeu. 30-55 Ванадий 6-15 0,1-15 . Кремний Железо 16-40 Углерод Азот t-6 0,5-15. Медь

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСГ1УБЛИН (5р 4 С 22 С 35/00

ОПИСКИН ИЗОБРЕТЕНИЯ

Марганец.

Ванадий

" .Кремний

Железо

Углерод

Азот

Медь

30-55

6-15

О, 1-15

16-40

2, 1-10

1-6

0,5-15.

ГОСЗКАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И ABTGPCHGBAV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 24á1021/22-02 (22) 10. 03. 72 (46) 25.06.80. Бюл. У 23 (Е2) Я.А.юнееров, В.А.Вихлевщук, Г.С.Якименко, А,С.Стороженко, В.М.Черногрицкий, А.П.Апександров, Ю.И.Войтенко, О.и. Казачков, Ю. В. Бычком и В.А.Ноляков (53) б69. 15-198 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР в 454273, кл. С 22 С 35t00, 1972. (54)(573 СПЛАВ ДЛЯ ЛЯГИРОВАНИЯ СтАПИ, содержащий марганец, ванадий, крем. ний, железо, углерод, о т л и ч а— ю я и и с я тем, что, с целью снитенин температуры его плавления, повышения однородности распределения легирующих компонентов в стали и уйрощения технологии легирования, он дополнительно содержит азот и медь при следующем соотношении компойентов, вес. 7:

742478

6-20

3, 1-2,0

О, 1-2,0

5-15

Остальное (1) .

Ванадий

Кремний

Углерод

Железо

Марганец

30-55

6-15

О, t-15

16-40

2, 1-10

1-6

0,5-15.

Марганец

Ванадий

Кремний

Железо . Углерод

Азот

Медь

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для легирования стапи ванадием, азотом, марганцем и медрю.

Известен сплав для легирования стали следующего состава, вес.Х:

Недостатком известного сплава является сравнительно высокая температура плавления сплава (выше 1300 С), а также то, что прн его применении для легирования сталей, содержащих азот и медь, появляется необходимость в дополнительном легировании стали азотом (например, в виде азотнрованного марганца) и медью.

Применение известного сплава с относительно высокой температурой плавления для легирования стали в ковше приводит к неравномерному распределению марганца и ванадия по объему ковЬа и, как следствие, к ухудшению качества металла.

Целью настоящего изобретения является снижение температуры плавления сплава и улучшение качества стали а также упрощение технологии легировання стали азотом и медью.

Указанная цель достигается тем, что. сплав для легирования стали, со.держащий марганец, вэнадий, углерод, кремний и железо, дополнительно содержит медь и азот при следующем соотношении компонентов, вес.X:. Введение в известный сплав меди в количестве 0,5-15Х, азота 1-6 и: повышенное (2,t- 10X) содержание в нем углерода приводит к значительному (на 10-100 С) снижению температуры плавления сплава. Использование предлагаемого сплава исключает необходимость дополнительного лсгирования стали азотом и медью.

Пределы содержаний марганца в сплаве выбраны от величины 307, с бусловленной максимально возможным содержанием железа в ванадиевом шлаке, используемом при получении сплава до значения 55Х, выше которого снижается производительность печи, выплавляющей сплав.

Нижний предел содержаний ванадия (6Х)обусловлен максимально возможным количеством твердого сплава, вводимым при легировании стали в ковше, верхний предел (15Х)определен технологическими эатреднениями при дроблении сплава.

Верхние пределы содержания углерода (10Х) и кремния (15Х) обусловгены требованием наиболее полного восстановления ванадия при электротермическом и силикотермическом процессах получения сплава соответственно.

Нижний предел содержаний углерода (2, 1X) обусловлен необходимостью

25 прнменения для легирования низко и мало углеродистых сталей, кроме того, при таком его содержании уже существенно снижается температура плавления сплава.

Нижний предел содержаний кремния (0,1X) обусловлен нримеиением сплава для легирования полуспокойных сталей.

Пределы содержаний меди приняты

35 от значения 0,5Х, при котором начинает проявляться ее влияние на сниI жение температуры плавления сплава, до значения t5X, при котором появляется значительная химическая неод40 народность сплава.

Ь

Пределы содержании азота приняты в интервале значений (1-6X), необходимых для обеспечения содержания азота в стали с нитридным упрочнением в требуемых количествах (0,015 †.I

0,030X). Такие содержания азота в сплаве могут быть получены путем

ceo *родувки газообразным азотом (в жидком состоянии) или дифФузионного насьпцения в твердом состоянии..

При содержании железа вьппе 40Х сплав плохо дробится, и при наличии железа в сплаве нйже 16Х при дробле.нии получается много мелочи.

Пример. Сплавы предлагаемого и известного составов были ис" пользаваны для легирования спокойной (14Г2АФД, 16Г2АФД) и полуспокой1

742478 4 ческому составу ковшевой пробы стали приведены в табл. 2. ов- Спокойную сталь разливали сифоном в уширенные кверху изложницы с

5 прибыльными надставками, а полуспор койную — в уширен ные книзу изложницы. . Для оценки качества стали, легированной предлагаемым и известным сплавами, исследовали распределение легирующих элементов (марганца, ванадия, азота и меди) в объеме ковша .путем анализа проб металла, отобранных после наполнения каждого попдона. ен- Реэультаты анализа проб металла. на содержание марганца и ванадия прих ведены в таблице 3.

С— Колебания содержаний меди (не более 0,01-0,02X) и азота (не более

0,001Х)в металле опытных и сравничь > тельных плавок по ходу разливки стали были незначительны.

Металл опытных плавок прокатан на листы толщиной 1б мм.

Исследования показали, что при использовании сплава предлагаемого состава обеспечивается более высбкая однородность свойств термообработанных листов разных партий в пределах плавки (табл. 4}.

Т а блица f

Ингредиен- Предлагаемый сплав, партии тн, вес.X

l 1 92 ФЗ 94

Известный сплав, партии

91 92

Марганец 30,2 34,4 51 О 55 ° 0

62,9 61,5

8,0

15,0 6,0 10,0

11,0

Ванадий

Кремний

Углерод

Азот

8,0

12,0 20,0

1,1 0,5

2,0 15,0

10,0

6,,5

4,0

8,0 10,6!

5,0

0,5

Медь ной (!5Г2АФДИС) сталей по ГОСТ

19282-?8.

Сталь выплавляли в 300 т мартен ских печах по принятой технологии.

Температура металла на выпуске составляла 1620-1635 С. Металл, соде жащий в вес.X: 0,03-0,!5 углерода, 0,11-0,20 марганца, следы ванадия, 0,003-0,05 азота, 0,05-0,13 меди, выпускали в ковш без предварительн го раскисления.

Легирование металла ошытных пла вок производили полностью в ковше сплавом предлагаемого состава, дом ныи ферромарганцем или сиютикомарга цем, 5Х ферросилиция, присаживая и . под струю металла, на выпуске в ку ках размером 10-50 мм (в поперечнике)

При использовании сплава иэвестног состава дополнительно вводили в пе отходы меди и в ковш — азотированныи марганец, расход алюминия иа опытных и сравнительных плавках .спокойной стали составлял 0,8 кг/т. =

При производстве полуспокойной стали использовали сплавы известно состава и доменный ферромарганец с содержанием кремния ие более 2Х и не применяли алюминий.

В табл. 1 приведены данные о хими-зо чсском составе и температуре плавления сплавов разного состава.

С использованием сплава каждой партии произведено по 1-2 плавки стали.

Данные по расходу сплавов нредлагаемого и известного составов и химиТаким образом, использование предлагаемого сплава обеспечивает улучшение качества стали и упрощение технологии ее легирования эа счет снижения температуры плавления сплава и исключения необходимости дополнительного ввода меди и азотированного марганца.

742478

Продолжение табл.1

Ингредиенты, sec.X

Предлагаемы сплав, партии звестный сплав, партии.У! Р2 УЗ 94

Ð1 У2

13,0 10,0

11!елеэо 25, 7 40, 0 18, 0 1610

Температура плавления, С 1210 1180 1200 1240 1320 t320

Т а блица 2

Известжй сплав, партии

Предлагаемый сплав,гартии .!!б! 92 РЗ У4!!б У2

1 1 номера плавок стали

3 4 5 1

15 16

12

18,5

Содержание

- в стали,X

Ъ

0,14 0,14

Ванадия О, 15 О, 07 О, 14 О, 15

0,10

0,14

1,45

Марганца 1,59 0,20 1,48

1,70

1,50

1,55

0,25 0,28 0,015 0,24

0,16

0,22

0,22 0,18

0,015 .

0,016 0,018 0,015 0,023 0,018

0,025 0,030

Аэота

Та блица 3

Содержание марганца (числитель) и ванадия (знаменатель) в стали в зависимости от номера поддона по ходу разливки плавки, 7 .

: Номер

° плавки (2 ) Э 4

1 5 б 7

Плавки, легированные предлагаемым сплавом

0,2! 25 23 22

0,070 0,07! 0,070 0,072

Расход сплава, кг(т

) г

1,60

0 !50

1,62

О,!47

1,59

О,!50

1,63

0,!49

1 59

0,159

1 20

0,070! 60

0, !50

0,070

1,60

О,!51! 20

0,070

742478

Продолжение табл 3

Содержание марганца (числитель) и ванадия (знаменатель) в стали в зависимости от номера поддона по ходу разливки плавки, Х

Номер плавки

2 3 4

5 6 .7

1 50 1 49 1 48 1 50

0 138 О 140 0 140 0,140

1,52

О, 1-40

1 51

О, 140

1 50

О, 141

1,52 52 1 55 1 50

0,150 0,148 0,150 0,148

1 55

0,152

1 51

0,150

1 52

0,151

1,71

0,142

1,71

0,140

1 70

0,142

1,68 1,65 1 70 1,70

0,140 0,138 0,140 0,142

1 55 1 49 t 20 1,50

0,140 0,130 69100 0,140

1 65

0,135

1 30

0,170

1 45

О, 130

1 25

0,110

1 190

0;190

1 37

О, 137

1 42

О, 138

1 40

0,145

1,41 1,62

0 140 0,139

150 149

0,098 0,130

1 22 1 33 1 45 1 45

О 100 О 121 О 108 0 099

1 75

0,160.Ф 3

Таблица 4

Номер плавки

Колебание свойств листа для металла различных партий плавки относительное удлинение 6>, 7.

Плавки, легированные предлагаемым сплавом

1,0"3,0

0,5-2,0

0-2,5 0,5-4,0

0-1,5

t,О-2,5 2,0-3,0 1,0-2,0

Плавки, легированные известным сплавом

7-12,5

8,2-17,0

8-14 5

8 5-19 2

13-13 5

ВБ7ЛПИ Заказ 4933/4 Тираж 65 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. ужгород, ул. Проектная, 4

Нлавки, легированные известным сплавом временное предел сопротивле- текучести, ние, кгс/мм кгс/мм

0-2,5 2,О-З,О

1,0-3,0 0-2, О

3-13,0

9, 1-12,5

0,5-2,0

0,5-3,0

1-2,5

9,5-15,0

10,2-14,0