DE1289660B

DE1289660B - Iron-calcium additive alloy

Info

Publication number: DE1289660B
Application number: DE1958R0024049
Authority: DE
Inventors: Ototani Tohei
Original assignee: RES INST IRON STEEL; Research Institute for Iron Steel and Other Metals of Tohoku University
Current assignee: RES INST IRON STEEL; Research Institute for Iron Steel and Other Metals of Tohoku University
Priority date: 1958-09-18
Filing date: 1958-09-18
Publication date: 1969-02-20

Description

Die Erfindung betrifft eine Eisen-Calcium-Zusatzlegierung zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften und der Gefügeausbildung von Stählen und Gußeisen. Die Eisen-Calcium-Zusatzlegierung gemäß der Erfindung enthält neben Eisen und Calcium Elemente, die eine starke Affinität sowohl zu Eisen als auch zu Calcium haben und hiermit eine Legierungsbildung dieser beiden, normalerweise keine Legierung oder Verbindung miteinander eingehenden Metalle vermitteln.The invention relates to an iron-calcium additive alloy for improvement the strength properties and structure of steels and cast iron. The iron-calcium additive alloy according to the invention contains iron and calcium in addition to Elements that have a strong affinity for both iron and calcium and hereby an alloying of these two, usually not an alloy or Mediate connection with each other incoming metals.

Die Zusatzlegierung gemäß der Erfindung besteht aus 10 bis 70 °/o Calcium, 5 bis 55 °/o Silicium und/oder 5 bis 55 °/o Aluminium, 5 bis 55 °/o Mangan, 0 bis 5 °/o Nickel, Rest 10 bis 800/0 Eisen.The additional alloy according to the invention consists of 10 to 70% Calcium, 5 to 55 ° / o silicon and / or 5 to 55 ° / o aluminum, 5 to 55 ° / o manganese, 0 to 5% nickel, the remainder 10 to 800/0 iron.

Eine bevorzugte Eisen-Calcium-Zusatzlegierung gemäß der Erfindung mit Mangan und Silicium als legierungsvermittelnden Elementen besteht aus 20 bis 400/0 Calcium, 10 bis 50010 Mangan, 5 bis 400/, Silicium, Rest 10 bis 50010 Eisen.A preferred iron-calcium additive alloy according to the invention with manganese and silicon as alloying elements consists of 20 to 400/0 calcium, 10 to 50010 manganese, 5 to 400% silicon, the remainder 10 to 50010 iron.

Eine bevorzugte Eisen-Calcium-Zusatzlegierung gemäß der Erfindung mit Mangan, Aluminium und Silicium als legierungsvermittelnden Elementen besteht aus 15 bis 300/, Calcium, 10 bis 50010 Mangan, 5 bis 20 °/o Aluminium, 5 bis weniger als 20 °/o Silicium, Rest Eisen.A preferred iron-calcium additive alloy according to the invention with manganese, aluminum and silicon as alloying elements consists of 15 to 300 % calcium, 10 to 50% manganese, 5 to 20% aluminum, 5 to less than 20% silicon , Remainder iron.

Die Eisen-Calcium-Zusatzlegierungen gemäß der Erfindung können neben Calcium eine geringe Menge an Elementen aus der Gruppe der Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und Seltenen Erdmetalle enthalten, und zwar in einer Menge von weniger als einem Fünftel der Gesamtmenge an Calcium.The iron-calcium additive alloys according to the invention can besides Calcium is a small amount of elements from the group of alkali metals, alkaline earth metals and rare earth metals in an amount less than one Fifth of the total amount of calcium.

Die Zusatzlegierung- gemäß der Erfindung wird der Schmelze vorzugsweise in einer Pfanne zugegeben. Es ist bekannt, daß Calcium mit gutem Erfolg zur Desoxydation und Entschwefelung von Eisen und Stahl eingesetzt werden kann. Für diesen Zweck wurde bisher üblicherweise Calciumsilicid verwendet. Calciumsilicid wird jedoch in Luft leicht oxydiert und führt bei Verwendung als Zusatzlegierung mit dem Ziel einer Zugabe von Calcium zur Schmelze zu recht schlechten Ausbeuten.The additional alloy according to the invention is preferably the melt added in a pan. It is known that calcium has been used successfully for deoxidation and desulfurization of iron and steel can be used. For this purpose Calcium silicide has heretofore been commonly used. Calcium silicide will, however easily oxidized in air and performs when used as an additional alloy with the aim adding calcium to the melt leads to poor yields.

Als weitere bekannte Calciuinlegierungen seien genannt: Calcium-Magnesium, Calcium Aluminium, Caleium-Lithium, Calcinm-Mangan-Silicium, Calcium-Magnesium-Silicium usw. Alle diese Legierungen enthalten kein Eisen. Sie sind als Zusatzlegierungen zur Einbringung von Calcium in eine Stahl- oder Eisenschmelze nicht besser geeignet als Calciumsilicid.Other well-known calcium alloys are: calcium-magnesium, Calcium Aluminum, Caleium Lithium, Calcinm-Manganese-Silicon, Calcium-Magnesium-Silicon etc. All of these alloys do not contain iron. They are available as additional alloys not more suitable for introducing calcium into a steel or iron melt as calcium silicide.

Es sind in der Literatur auch Legierungen angegeben worden, die neben anderen Bestandteilen gleichzeitig Eisen und Calcium enthalten. So beschreibt die belgische Patentschrift 515 534 eine besondere Impfmethode, für die eine Legierung verwendet werden soll, die beispielsweise neben Eisen, Aluminium, Silicium, Titan und Cer/Lanthan auch 12 °/a Calcium enthalten kann. Eine der Erfindung vergleichbare Legierungszusammensetzung kommt dort nicht vor.Alloys have also been specified in the literature which, in addition to other constituents contain iron and calcium at the same time. So describes the Belgian patent 515 534 a special inoculation method for which an alloy to be used, for example, in addition to iron, aluminum, silicon, titanium and cerium / lanthanum can also contain 12% calcium. One comparable to the invention Alloy composition does not occur there.

Nach der österreichischen Patentschrift 177 795 kommen zusammen mit Magnesiumoxyd oder einem anderen hochschmelzenden Oxyd Magnesiumlegierungen zum Einsatz, die z. B. neben Magnesium, Eisen und Silicium wahlweise auch Calcium enthalten können. Es handelt sich um Stoffgemische zum Einbringen von Magnesium, nicht aber von Calcium, da letzteres überhaupt keinen zwingend erforderlichen Bestandteil darstellt. Auch hinsichtlich des Fehlens von Mangan und insbesondere der Anwesenheit von Magnesiumoxyd oder einem anderen hochschmelzenden Oxyd liegen grundlegende Unterschiede vor.According to the Austrian patent 177 795 come along with Magnesium oxide or another high-melting oxide magnesium alloy for Use that z. B. in addition to magnesium, iron and silicon optionally also contain calcium can. It is a mixture of substances for the introduction of magnesium, but not of calcium, since the latter is not a mandatory component at all. Also with regard to the lack of manganese and especially the presence of magnesium oxide or another refractory oxide, there are fundamental differences.

Gemäß der USA: Patentschrift 2 276 287 kann die Zulegierung von Chrom mittels einer Legierung erfolgen, die neben Mangan, Silicium, Eisen und vor allem natürlich Chrom auch bis zu 20 °/o Calcium enthalten kann. Auch hier wird Calcium nur wahlweise verwendet, der Gehalt liegt - sofern überhaupt anwesend - gewöhnlich bei wenigen Prozent, eine vollständige Legierungsbildung mit den wesentlichen Bestandteilen Chrom, Mangan, Silicium und Eisen soll nicht erfolgen. Es handelt sich um ein Zusatzmaterial zur Einbringung von Chrom. , Nach der französischen Patentschrift 817 547 soll in Legierungen für Permanentmagnete aus Eisen, Nickel und Aluminium ein Teil des Aluminiums durch Calcium ersetzt werden. Der Nickelgehalt muß mehr als 5 °/o betragen, der Calciumgehalt liegt gewöhnlich zwischen 0,05 und 10/,. Es handelt sich um eindeutig andere Legierungen und ein anderes Anwendungsgebiet.According to the USA: Patent specification 2 276 287, the addition of chromium done by means of an alloy, in addition to manganese, silicon, and iron above all Of course, chromium can also contain up to 20% calcium. Here, too, is calcium only used optionally, the content is - if present at all - usual with a few percent, a complete alloy formation with the essential components Chromium, manganese, silicon and iron should not be done. It is an additional material for the introduction of chrome. According to French patent 817 547, in Alloys for permanent magnets made of iron, nickel and aluminum part of the aluminum replaced by calcium. The nickel content must be more than 5 ° / o Calcium content is usually between 0.05 and 10 / ,. It is clear other alloys and another field of application.

Die USA: Patentschrift 2 767 084 beschreibt eine Legierung zum Desoxydieren von Stahl, die 15 bis 35 °/o Eisen enthält und zum Rest aus Aluminium, Calcium und Silicium besteht, in Prozentsätzen, bezogen auf den Rest, von 9 bis 18 °/o Aluminium, 22 bis 40 °/o Calcium und 45 bis 60 °/o Silicium. Die Legierung dient zur Einstellung einer ganz bestimmten Aluminiumoxyd-Siliciumdioxyd-Calciumoxyd-Zusammensetzung der Schlacke bei der Desoxydation, eine über das Übliche hinausgehende Zurückhaltung von Calcium in der Schmelze ist nicht zu entnehmen. Die bekannte Legierung enthält kein Mangan, während die Eisen-Calcium-Zusatzlegierung gemäß der Erfindung 5 bis 55 °/o Mangan aufweist. Hierin liegen wesentliche Unterschiede, durch die erfindungsgemäß eine beträchtliche technische Verbesserung erzielt wird.The USA: patent specification 2,767,084 describes an alloy for deoxidizing of steel, which contains 15 to 35 per cent. iron and the remainder of aluminum, calcium and In percentages of the remainder, silicon consists of 9 to 18 ° / o aluminum, 22 to 40% calcium and 45 to 60% silicon. The alloy is used for adjustment a very specific aluminum oxide-silicon dioxide-calcium oxide composition of the Slag in deoxidation, a restraint going beyond the usual of calcium in the melt cannot be taken. The well-known alloy contains no manganese, while the iron-calcium additive alloy according to the invention 5 to 55% manganese. This is where there are essential differences due to the inventive a considerable technical improvement is achieved.

Die USA.-Patentschrift 2 290 273 beschreibt ein Verfahren zum Behandeln von geschmolzenem Gußeisen, mit dem Ziel, dessen Empfindlichkeit gegen Änderungen der Abkühlungsgeschwindigkeit zu verringern. Hierzu wird dem Gußeisen eine kleine Menge - genügend zur Erhöhung des Siliciumgehalts um mindestens 0,05 °/o - eines Materials beigegeben, das etwa 0,5 bis 100/0 Aluminium und 0,5 bis 1501, Calcium enthält, wobei der Rest hauptsächlich aus Eisen und Silicium besteht und der Eisengehalt weniger als 650/, und der Siliciumgehalt mindestens 250/, betragen. Auch diese Legierung enthält kein Mangan und dient einem anderen Zweck.U.S. Patent 2,290,273 describes a method of treating molten cast iron with the aim of reducing its sensitivity to changes in the rate of cooling. For this purpose, the cast iron is a small amount - added to a material containing from about 0.5 to 100/0 aluminum and 0.5 to 1501 calcium, with the remainder mainly - sufficient to increase the silicon content by at least 0.05 ° / o consists of iron and silicon and the iron content is less than 650 / and the silicon content is at least 250 /. This alloy also does not contain manganese and serves a different purpose.

Keiner der erörterten Druckschriften ist irgendein Hinweis auf eine der erfindungsgemäß vorgesehenen Zusatzlegierung entsprechende oder ähnliche Legierung zu entnehmen, so daß diese Druckschriften einem Fachmann keine Lehre in Richtung auf den Erfindungsgegenstand und erst recht keine nacharbeitbare Anweisung zu technischem Handeln im Sinne des Erfindungsgegenstandes vermitteln konnten.None of the publications discussed is any indication of one the alloy corresponding or similar to the additional alloy provided according to the invention to be found, so that these publications are not a teaching in the direction of a person skilled in the art on the subject of the invention and certainly no reworkable instruction on technical Could convey action in the sense of the subject of the invention.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß mit der Eisen-Calcium-Zusatzlegierung gemäß der Erfindung aus 10 bis 70 °/a Calcium, 5 bis 55 °/o Silicium und/oder 5 bis 55 °/o Aluminium, 5 bis 55 °/o Mangan, 0 bis 5 % Nickel, Rest 10 bis 80 °/o Eisen, besonders günstige Ergebnisse hinsichtlich einer Verbesserung der Festigkeitseigenschaften und der Gefügeausbildung von Stählen und Gußeisen erreicht werden können. Zum einen kann das Calcium in die Eisen- oder Stahlschmelze mit sehr guter Ausbeute eingeschmolzen werden, da es sich bei dem wesentlichen Legierungspartner des Calciums in der Legierung um dasselbe Element, Eisen, handelt, aus dem auch die Schmelze besteht. Das Calcium wird sehr gut im Stahl zurückgehalten, die Calciumausbeute beträgt das Drei- bis Fünffache der Calciumausbeute bei entsprechender Verwendung von Calciumsilicid. Das Calcium wird außerdem sehr einheitlich in die Schmelze eingebracht und darin gehalten, so daß es in wirksamerer Weise auf die Eisenschmelze einwirkt. Das in der Legierung gemäß der Erfindung enthaltene Mangan stellt einen guten Legierungsvermittler für Eisen und Calcium dar, insbesondere in Kombination mit den übrigen erfindungsgemäß vorgesehenen Bestandteilen. Darüber hinaus zeigt Mangan eine starke Entschwefelungswirkung, zusammen mit Calcium, und reagiert weiter in der Schmelze mit Sauerstoff unter Bildung von Manganoxyd (Mn0); dieses verbindet sich mit Calciumoxyd, Siliciumdioxyd und/oder Aluminiumoxyd zu einer flüssigen komplexen Schlacke, die einen tieferen Schmelzpunkt besitzt und leichter auf den geschmolzenen Stahl aufschwimmt, als eine aus einer manganfreien Legierung gebildete Schlacke. Hierdurch wird die Erzeugung eines feinkörnigeren Stahles höherer Reinheit ermöglicht.Surprisingly, it has been found that with the iron-calcium additive alloy according to the invention from 10 to 70% calcium, 5 to 55% silicon and / or 5 to 55% aluminum, 5 to 55% manganese, 0 to 5 % nickel, the remainder 10 to 80% iron, particularly favorable results with regard to an improvement in the strength properties and the structure formation of steels and cast iron can be achieved. On the one hand, the calcium can be melted into the iron or steel melt with very good yield, since the essential alloying partner of calcium in the alloy is the same element, iron, from which the melt is made. The calcium is retained very well in the steel, the calcium yield is three to five times the calcium yield with the appropriate use of calcium silicide. The calcium is also introduced and retained in the melt very uniformly so that it acts on the iron melt in a more effective manner. The manganese contained in the alloy according to the invention is a good alloying agent for iron and calcium, especially in combination with the other components provided according to the invention. In addition, manganese shows a strong desulphurisation effect, together with calcium, and continues to react in the melt with oxygen to form manganese oxide (Mn0); this combines with calcium oxide, silicon dioxide and / or aluminum oxide to form a liquid complex slag, which has a lower melting point and floats more easily on the molten steel than a slag formed from a manganese-free alloy. This enables the production of a finer-grain steel of higher purity.

Nickel bildet einen möglichen, aber nicht unbedingt erforderlichen Bestandteil der Zusatzlegierung gemäß der Erfindung. Sofern Nickel in dem angegebenen Bereich von 0 bis 501, anwesend ist, sind hierunter absichtliche Nickelzusätze zu verstehen, nicht zufällig anwesende Spurenmengen.Nickel forms a possible, but not absolutely necessary, component of the additional alloy according to the invention. If nickel is present in the specified range from 0 to 501, this should be understood to mean deliberate nickel additions, not accidental trace amounts.

Bei den grundlegenden Untersuchungen, die zu der Erfindung geführt haben, wurde ermittelt, daß Mangan und Nickel Legierungsvermittler für Eisen und Calcium darstellen. Es wurde gefunden, daß Calcium und Nickel Löslichkeit im festen Zustand aufweisen und intermetallische Verbindungen, wie Ni2Ca und NiCa, bilden, welche durch eutektische oder peritektische Reaktion binäre Legierungen ergeben. Andererseits bildet bekanntlich Nickel im gesamten Konzentrationsbereich Legierungen mit Eisen. Nickel ist daher als Legierungsvermittler anzusprechen, und es konnten ternäre Legierungen mit 10 bis 5001, Calcium, 10 bis 80 °/o Eisen und 5 bis 80 °/o Nickel hergestellt werden. Derartige ternäre Legierungen sind jedoch den erfindungsgemäß beanspruchten Legierungen, bei denen infolge Zusatzes weiterer Bestandteile der Nickelgehalt unter 5 °/o gesenkt oder ganz fortgelassen werden kann, unterlegen. Auch Dreistoffkombinationen von Calcium, Eisen und Mangan sind den erfindungsgemäß vorgesehenen Zusatzlegierungen, die außerdem 5 bis 55 °/o Silicium und/oder 5 bis 55 °/o Aluminium enthalten, 0 bis 5 °/o Nickel aufweisen können und bei denen der Caleiumgehalt bis zu 700/, betragen kann, unterlegen.In the fundamental investigations that led to the invention, it was found that manganese and nickel are alloying agents for iron and calcium. It has been found that calcium and nickel have solubility in the solid state and form intermetallic compounds such as Ni2Ca and NiCa which form binary alloys through eutectic or peritectic reaction. On the other hand, as is known, nickel forms alloys with iron in the entire concentration range. Nickel is therefore to be addressed as an alloying agent, and ternary alloys with 10 to 5001, calcium, 10 to 80% iron and 5 to 80% nickel could be produced. Such ternary alloys are, however, inferior to the alloys claimed according to the invention, in which the nickel content can be reduced to below 5% or omitted entirely as a result of the addition of further constituents. The additional alloys provided according to the invention, which also contain 5 to 55% silicon and / or 5 to 55% aluminum, 0 to 5% nickel and in which the calcium content of up to to 700 /, can be inferior.

Mit der Eisen-Calcium-Zusatzlegierung gemäß der Erfindung wird eine ausgezeichnete Zurückhaltung von Calcium im behandelten Material erreicht. Beispielsweise können bei Zugabe einer Eisen-Calcium-Zusatzlegierung gemäß der Erfindung zu übereutektoidem Stahl je nach Zugabemenge zwischen etwa 0,007 und 0,03 °/o Ca im Stahl zurückgehalten werden, und es läßt sich leicht Stahl mit Kugelgraphit im Gußzustand erzeugen. Im Falle von Stahlblöcken kann Graphitstahl hergestellt werden ohne Anwendung einer langdauernden graphitisierenden Wärmebehandlung. Wenn andererseits Calciumsilicid verwendet und die für die Graphitisierung erforderlichen 0,007 bis 0,03 °/o Calcium eingebracht werden sollen, so ist etwa die drei- bis fünffache Menge Calciumsilicid, verglichen mit der Eisen-Calcium-Zusatzlegierung gemäß der Erfindung, erforderlich. Es ist daher schwierig, das Zusatzmaterial in einer Pfanne zuzugeben, außerdem wird leicht die Gleichmäßigkeit des Produktes gestört. Weiterhin wird zwangläufig die in den geschmolzenen Stahl eingebrachte Menge an Silicium recht groß, da sowohl die Zugabemenge als auch der Siliciumgehalt des Zusatzmaterials groß sind. Dies aber ist bei der Stahlherstellung ungünstig, da der Stahl nicht mehr geschmiedet werden kann, wenn der Siliciumgehalt über etwa 1,5 % ansteigt.With the iron-calcium additive alloy according to the invention, excellent retention of calcium in the treated material is achieved. For example, when adding an iron-calcium additive alloy according to the invention to hypereutectoid steel, depending on the amount added, between about 0.007 and 0.03% Ca can be retained in the steel, and steel with nodular graphite can easily be produced in the as-cast state. In the case of steel blocks, graphite steel can be produced without the application of long-term graphitizing heat treatment. On the other hand, if calcium silicide is used and the 0.007 to 0.03% calcium required for graphitization is to be incorporated, about three to five times the amount of calcium silicide is required compared to the iron-calcium additive alloy according to the invention. It is therefore difficult to add the additive in a pan, and the evenness of the product is easily disturbed. Furthermore, the amount of silicon introduced into the molten steel inevitably becomes quite large because both the addition amount and the silicon content of the additive are large. However, this is unfavorable in steel production, since the steel can no longer be forged if the silicon content rises above about 1.5%.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von zwei Ausführungsbeispielen weiter veranschaulicht. Beispiel 1 Die Verwendung der Eisen-Calcium-Zusatzlegierung gemäß der Erfindung für eutektoide, übereutektoide oder Legierungsstähle hat besondere Vorteile hinsichtlich der Herstellung sehr stark gefeinter und sauberer Stähle.The invention is described below with reference to two exemplary embodiments further illustrated. Example 1 The use of the iron-calcium additive alloy according to the invention for eutectoid, hypereutectoid or alloy steels has special Advantages regarding the production of very finely fine and clean steels.

Ein geschmolzener Stahl mit 0,810/0 C und 0,50 °/o Si wurde mit 0,5010 Ferromangan, 0,20/, Silicium und 0,05 % Aluminium behandelt, dann wurde eine Eisen-Calcium-Zusatzlegierung gemäß der Erfindung mit 28,0 °/o Fe, 23,9 °/o Ca, 13,7 °/a Mn und 33,5 % Si zugesetzt. Ein daraus hergestellter Stahlblock wurde hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung und der Korngröße mit einem Stahlblock verglichen, der in sonst gleicher Weise, aber ohne Zugabe der Eisen-Calcium-Zusatzlegierung hergestellt worden war. Die Ergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen I und II zusammengestellt. Tabelle I Stahl I Behandlung I C I Si Mn P I S I Ca Nr.1 Zusatz von 0,05 °/o A1 und 0,80/, Fe-Ca- 0,82 0,50 0,49 0,001 0,010 0,010 Zusatzlegierung Nr. 2 Zusatz von 0,05 % A1 0,80 0,58 0,41 0,002 0,014 - Tabelle II Korngröße nach 3stündiger Temperatur der Erhitzung auf 1000°C und Stahl Kornvergrößerung teilweise Abschreckung mit Wasser, C ASTM-Komgrößenzahl Nr.1 1030 5,8 Nr.2 960 3,5 Der mit der Eisen-Calcium-Zusatzlegierung gemäß der Erfindung hergestellte Stahl Nr. 1 hatte ein gutes feinkörniges Gefüge. Der höhere Wert der ASTM-Korngrößenzahl kennzeichnet ein feineres Korn. Die Dehnung, die Einschnürung und besonders die Kerbschlagzähigkeit waren wesentlich besser als bei dem herkömmlich behandelten Stahl Nr. 2.A molten steel with 0.810 / 0 C and 0.50 % Si was treated with 0.5010 ferromanganese, 0.20% silicon and 0.05% aluminum, then an iron-calcium additive alloy according to the invention was treated with 28 , 0% Fe, 23.9% Ca, 13.7% Mn and 33.5% Si were added. A steel block produced therefrom was compared in terms of chemical composition and grain size with a steel block which had otherwise been produced in the same way, but without the addition of the iron-calcium additive alloy. The results are summarized in Tables I and II below. Table I. Steel I treatment ICI Si Mn PISI approx No. 1 addition of 0.05% A1 and 0.80 /, Fe-Ca- 0.82 0.50 0.49 0.001 0.010 0.010 Additional alloy No. 2 Addition of 0.05 % A1 0.80 0.58 0.41 0.002 0.014 - Table II Grain size after 3 hours Heating temperature to 1000 ° C and Steel grain enlargement partially with quenching Water, C ASTM grain size number # 1 1030 5.8 No. 2 960 3.5 Steel No. 1 produced with the iron-calcium additive alloy according to the invention had a good fine-grain structure. The higher value of the ASTM grain size number indicates a finer grain. The elongation, the necking and especially the notched impact strength were significantly better than the conventionally treated steel No. 2.

Auch bei der Herstellung von Gußeisen werden mit der Eisen-Calcium-Zusatzlegierung gemäß der Erfindung ausgezeichnete Ergebnisse erzielt. Die Ausbeute an Calcium im Gußeisen ist ebenfalls um das Drei- bis Fünffache besser als bei Verwendung von Calciumsilicid, so daß ein Zusatz in vergleichsweise geringer Menge genügt, und es kann leicht Gußeisen mit Kugelgraphit bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen wie etwa 1440°C hergestellt werden. Mit Calciumsilicid wird Kugelgraphit bei einer derart niedrigen Temperatur nicht erreicht, und es sind wesentlich größere Zugabemengen erforderlich, um Kugelgraphitbildung herbeizuführen.The iron-calcium additive alloy is also used in the manufacture of cast iron according to the invention achieved excellent results. The yield calcium in cast iron is also three to five times better than when it is used of calcium silicide, so that an addition in a comparatively small amount is sufficient, and it can easily be cast iron with spheroidal graphite at relatively low temperatures such as about 1440 ° C. With calcium silicide, spheroidal graphite becomes a such a low temperature is not reached, and there are much larger amounts to be added required to induce spheroidal graphite formation.

Das nachstehende Beispiel zeigt eine geeignete Behandlung von Gußeisen. Beispiel 2 Es wurde eine Schmelze von übereutektischem Gußeisen mit 2,8 °/o C, 2,2 °/o Si, 0,35 °/o Mn, 0,02 °/o P und 0,02 °/o S bereitet; hierzu wurden 4 °/o einer Eisen-Calcium-Zusatzlegierung mit 27,3 °/o Fe, 13,9 °/o Ca, 20,8 Mn und 37,7 °/o Si, welche mit 0,70/, Calciumfluorid vermischt war, in einer Pfanne zugegeben, dann wurde die Schmelze geimpft. Das erhaltene Gußeisen hatte ein Gefüge mit Kugelgraphit, eine Zugfestigkeit von 56,4 kg/mm2, eine Dehnung von 3 °/o und eine Brinellhärtezahl von 230.The following example shows a suitable treatment for cast iron. Example 2 A melt of hypereutectic cast iron at 2.8 ° / o C, 2.2 % Si, 0.35% Mn, 0.02% P and 0.02% S; of this, 4 ° / o were paid Iron-calcium additive alloy with 27.3% Fe, 13.9% Ca, 20.8 Mn and 37.7% Si, which was mixed with 0.70 /, calcium fluoride, added in a pan, then the melt was inoculated. The cast iron obtained had a structure with spheroidal graphite, a tensile strength of 56.4 kg / mm2, an elongation of 3% and a Brinell hardness number from 230.

Zum Vergleich wurden derselben Schmelze 71)/, Calciumsilicid (29,80/0 Ca) zusammen mit 20/0 Calciumfluorid in einerPfanne zugesetzt, die gebildete Schmelze wurde mit 0,3 °/o Silicium geimpft. Das erhaltene Gußeisen hatte ein Gefüge mit Kugelgraphit, der jedoch von kurzflockigem Graphit begleitet war, und das Gefüge war sehr ungleichmäßig. Außerdem wurde das Futter der Pfanne in einem in der Praxis unzulässigen Ausmaß angegriffen.For comparison, the same melt 71) /, calcium silicide (29.80 / 0 Ca) added together with 20/0 calcium fluoride in a pan, the melt formed was seeded with 0.3% silicon. The cast iron obtained had a structure with Nodular graphite, which, however, was accompanied by short-flake graphite, and the structure was very uneven. Also, the lining of the pan was in a practice attacked to an unacceptable extent.

Wenn bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Legierungen das Calcium aus einem calciumhaltigen Rohmaterial reduziert wird, werden gewöhnlich gleichzeitig geringe Mengen an Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und/oder Seltenen Erdmetallen, z. B. Natrium, Kalium, Lithium, Barium, Strontium, Magnesium u. dgl., ebenfalls reduziert. Auch wenn derartige Begleitmetalle im Calcium vorliegen, können die Eisen-Calcium-Zusatzlegierungen gemäß der Erfindung ohne Schwierigkeiten hergestellt werden, und derartige Metalle stören nicht, solange die Menge dieser Begleitmetalle weniger als ein Fünftel der Gesamtmenge an Calcium beträgt.If in the production of the alloys according to the invention the calcium from a calcium-containing raw material are usually reduced at the same time small amounts of alkali metals, alkaline earth metals and / or rare earth metals, z. B. sodium, potassium, lithium, barium, strontium, magnesium and the like., Also reduced. Even if such accompanying metals are present in the calcium, the iron-calcium additive alloys can according to the invention can be produced without difficulty, and such metals do not interfere as long as the amount of these accompanying metals is less than one fifth of the Total amount of calcium.

Claims

Claims: 1. Iron-calcium additive alloy to improve the strength properties and structure of steels and cast iron, consisting of 10 to 700 /, calcium, 5 to 5501, silicon and / or 5 to 5501, aluminum, 5 to 5501, manganese, 0 to 501,) nickel, the remainder 10 to 800/0 iron.

2. Iron-calcium additive alloy according to spoke l, consisting of 20 to 400 /, calcium, 10 to 50% manganese, 5 to 40% silicon, the remainder 10 to 50,010 iron.

3. iron - calcium additive alloy according to claim 1, consisting from 15 to 300/0 calcium, 10 to 50% manganese, 5 to 20% aluminum, 5 to less than 200 /, silicon, remainder iron.

4. Iron-calcium additive alloy according to one of the Claims 1 to 3, characterized in that they contain a small amount in addition to calcium of elements from the group of alkali metals, alkaline earth metals and rare earth metals contains, in an amount less than one fifth of the total amount Calcium.