Способ получения нержавеющей стали

 

+ ммзи*л

EATEN 4 - ;," 1ЙЧЕСКАМ б но .z А

Союз Советскими

Социалистических

Республик о -и-сам и к

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii> 767218

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 26,0778 (21) 2649739/22-02 (51)М. Кл.з

С 21 С 5/52 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300980. Бюллетень М9 36 (53) УДК 669. 187. .25 (088.8) Дата опубликования описания 031080 (72) Авторы изобретения

Z. Г. Аревадзе, A. Ю. Арсенишвили, T. A. Чубинидзе, Б. Г. Маргиев, И. Л. Бондарев, О. И. Мазур и В. М. Акимов

Институт металлургии им. 50-летия СССР

AH Грузинской ССР (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к разработке получения нержавеющей стали.

Наиболее близок к изобретению способ получения сталей с низким содержанием азота, заключающийся в расплавлении. исходного металла в печк, предварительном раскислении и легировании ферросплавами с последующей присадкой титана и выпуск его в ковш f1).

Недостаток описанного способа заключается .в низкой эффективности влияния титана на удаление азота, так как последний в первую очередь расходуется на раскисление металла и лишь неэйачительная часть титана связывает азот.

Кроме этого, сталь получается крупнозернистая, с высоким содержанием оксндных включений и недоста.точно высоким механическим и эксплуатационными свойствами.

Между тем эффективность рационального легирования в сочетании с комплексным раскислением, может значительно снизить содержание азота и обеспечить высокое качество металла (повышение чистоты стали и улучшение формы включений, мелкозерннстость30

2 стали, увеличение механических и улучшение эксплуатационных свойств).

Цель изобретения — повышение эфФективности удаления азота н улучшз ние качества стали.

Достигается это тем, что в расплав до ввода титана присаживают алюминий в количестве 0,5-2,0 кг/т стали, а затем комплексный сплав, содержащий кремний, марганец, алюминий, кальций и магний в количестве 2,05,0 кг/т стали.

Характерной особенностью титана и модифицирующих добавок (кальцня и магния) является высокая химическая активность к кислороду, поэтому их целесообразно вводить в полностью раскисленный металл. После раскисления предварительного и легирования в металл присаживается алюминий, достаточное количество для нейтрализации растворенного кислорода.

Дальнейшая присадка комплексного сплава в предварительно раскисленный металл алюминием обеспечивает его эффективное микролегирование модифицирующими металл элементами (кальций и магний). Введение щелочноземельных металлов в предварительно раскисленный металл усиливает их действие в

767218 отношении кристаллизации структурных составляющих и придания благоприятной формы оставшихся в металле неметаллических включений. Улучшение формы включений являются наиболее действенными факторами в повышении механических свойств стали, Свободный титан, введенный в сталь после предварительного раскисления алюминием и комплексным спла-. вбм,""в. первую очередь расходуется на соединение с азотом, образуя нитриды титана, которые частично всплывают в шлаке и тем самым способствуют умейьшению содержания азота в стали.

Образование устойчивых нитридов уменьшает концентрацию азота в диффузионном слое и препятствует его выделению в газообразном виде и, как " следствие, способствует уменьшению пористости стали.

Кроме этого, титан, образуя кар- 2О биды, предупреждает образование карбидов хрома по границам зерен, создающих восприимчивость к межкристаллитной коррозии.

Кроме этого, модифицирование 25 стали магнием и кальцием проявляется в измельчении микроэерна. Иэмельчение зерна и торможение его роста при высоких температурах объясняется наличием адсорбционного слоя магния и кальция на границах зерен.

Длительная прочность, сопротивление ползучести и особенно пластичность в сильной степени зависят от величины зерна.Сталь с крупнозернистой структурой имеет несколько большую длительную прочность, но быстро уменьшающуюся пластичность с увеличением времени испытания под нагрузкой. Сопротивление теплосменам у крупнозернистых сталей хуже, чем у мелкозернистых. 40

Сталь с крупнозернистой структурой во время работы при высоких температурах под напряжением показывает худшие эксплуатационные свойства, особенно если материал дополнительно претерпевает влияние сильных агрессивных сред, так как сталь с такой структурой больше подвержена межкристаллитному растрескиванию под напряжением. 59

Пример. B 50-килограммовой индукционной печи способ испытан для получения стали марки Х18Н9Т.

Химический состав стали (ГОСТ 5632"61) вес. Ъ.

Углерод .Не более 0,12

Кремний Не более 0,80

Марганец 1,0-2,0

Хром 17-19

Никель 8 0-9,5

Титан До 0,7

Железо Остальное

Сера Не более 0,020

Фосфор Не более 0,035.

Для установления количества алюминия и комплексногб сплава, присаживаемых до титана, проведено 9 вариантов раскисления. По 10 варианту .сталь раскислялась по способу-прототипу.

Результаты приведены в табл. 1.

По каждому из вариантов проведено по 3 плавки. В опытах использован комплексный сплав состава, вес.Ъ:

Кремний 46,3

Марганец 18,5

Кальций 8,1

Алюминий 5,7

Магний 2,5

Железо и примеси Остальное.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Механические свойства определяли по испытанию термически обработанных образцов (закалка с 1100 С и охлаждение в воде).

Данные табл. 2 убедительно свидетельствуют о преимуществе раскисления, по предлагаемому способу, что выражается: в снижении содержания кислорода в среднем на 50% отн; в снижении содержания азота в среднем на

39,0% отн.„. в увеличении балла по зерну с 5 для стали-прототипа, до 68 для опытной стали в увеличении предела текучести в среднем на 2,80% отн; в увеличении временного сопротивления разрыву в среднем на 28,7% отн.; в увеличении относительного удлинения в среднем на 31,6Ъ отн. в увеличении относительного сужения в среднем на 35,7Ъ отн.; в увеличении ударной вязкости в среднем на

74,5% отн.

Следует отметить, что все варианты предлагаемого способа имеют преимущество перед известным, однако по комплексу полученных показателей предпочтение следует отдать Ч1 варианту раскисления, предусматривающим последовательное введение в печь: алюминия 1,25 кг/т, комплексного сплава 5,0 кг/т и титана 2 кг/т.

767218

3,5 2,0

1S

0,5

90 300

5,0 2, О

2,0 2,0

1о

0,5

90 зоо

1О

90 зоо

1 25

1,25

1О

1,25

18

1О г,о

1о

1о

2,0

2,0

2,0

1О

18 28

7,4

8,5

9,0

39

10,4

42

10 9

9,0

36

10,1

40

7,8

34

5,1

24

90 300

90 300

9О ЗОО

90 300

90 300

90 300

0,007 0,013 6

0,005 0,010

0,006 0,012

0,005 0,009 в О ° 004 О 008

0,006 0,012

0,005 0,011

0,004 0,010

0,011 0,019

24 49

23 52

22 54

27 55

31 58

23 49

25 53

22 46

19 40

Таблица1

3,5 2,0

5„0 2,0

2,0 2,0

3,5 2,0

5,0 2,0

Таблица2

Формула изобретения

Способ получения нержавеющей стали, включающий расплавление исходно- го металла в печи, предварительное раскисление и легирование ферросплавами с последующей присадкой титана и выпуск его в ковш, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности удаления азота и улучшения качества стали, в рас767218. 8 плав до ввода титана присаживают алюмийий, а затем комплексный сплав, содержащий кремний, марганец, кальций, алюминий и магний в количестве соответственно О, 5-2,0 и 2,0-5,0 кг/т стали.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 572503, кл. С 21 С 5/52 1977.

Составитель Л. Магаюмова

Редактор А.Соловьева Техред Т.Маточка Корректор М.Шароши aaxas IT3ff24 тирак б 8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, ?аушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,