NO152452B - Fremgangsmaate for fremstilling av jernlegering med forbedrede egenskaper ved bruk av lanthan samt lanthanforlegering for utoevelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Fremgangsmaate for fremstilling av jernlegering med forbedrede egenskaper ved bruk av lanthan samt lanthanforlegering for utoevelse av fremgangsmaaten Download PDF

Info

Publication number
NO152452B
NO152452B NO791147A NO791147A NO152452B NO 152452 B NO152452 B NO 152452B NO 791147 A NO791147 A NO 791147A NO 791147 A NO791147 A NO 791147A NO 152452 B NO152452 B NO 152452B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
lanthanum
alloy
weight
iron
inoculation
Prior art date
Application number
NO791147A
Other languages
English (en)
Other versions
NO791147L (no
NO152452C (no
Inventor
Mario Gorgerino
Daniel Videau
Original Assignee
Acetylene Electrometall Cie Un
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Acetylene Electrometall Cie Un filed Critical Acetylene Electrometall Cie Un
Publication of NO791147L publication Critical patent/NO791147L/no
Publication of NO152452B publication Critical patent/NO152452B/no
Publication of NO152452C publication Critical patent/NO152452C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00Refining of pig-iron; Cast iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C35/00Master alloys for iron or steel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/04Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for oppnåelse
av jernholdige legeringer som tillater å redusere eller unngå
visse defekter i jernlegeringene slik som kaviteter og småsprekk-
er. Oppfinnelsen angår videre en lanthan legering for utøvelse av fremgangsmåten.
Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte ved fremstilling av jernlegeringer, hvilken gjør det mulig å forbedre legeringens mekaniske egenskaper ved tilsetning av lanthan.
Spesielt dreier det seg om fremstilling av inokuleringslegering-
er med lavt innhold av cerium eller, mer generelt, med lavt innhold av sjeldne jordarter (deri innbefattet cerium), d.v.s.
med et vektforhold lanthan/sjeldne jordarter (med unntak av lanthan) høyere enn 2:1, fortrinnsvis høyere enn 10:1, og for visse spesielle anvendelser høyere enn 100:1. Oppfinnelsen angår likeledes de lanthanholdige inokuleringslegeringer som benyttes ved fremgangsmåten.
Forøvrig gjør fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen det mulig å
redusere eller eliminere forekomsten av visse feil ved jernlegeringer, såsom blærer, kaviteter eller lunker, eller karbid-
er i støpejern med kulegrafitt, og dessuten å eliminere fore-
komsten av karbider i grått støpejern med flakgrafitt, å for-
bedre støpbarheten, å forbedre lamineringsevnen og/eller å
redusere anisotropien i stål.
Blærer og kaviteter utgjør de to viktigste feil som gjør seg gjeldende i støpegods, spesielt i støpejern med kulegrafitt.
Disse hulrom kalles også "lunker",-og utgjør feiltype B 221 i internasjonale klassifikasjon av støpefeil. De nevnte blærer befinner seg vanligvis like under støpegodsets overflate. De gir seg tilkjenne ved en kornethet av overflaten og utgjør feiltype B 123 i den internasjonale klassifikasjon av støpefeil.
Anisotropi er en feil som knytter seg til stål, som ofte har ulike mekaniske egenskaper i lengderetningen og sideretningen, spesielt hva slagfastheten angår.
Støpejern med kulegrafitt fremstilles vanligvis ved tilsetning av magnesium til et basis støpejern av følgende sammensetning:
Magnesiumet tilsettes enten i form av rent metall eller,
hvilket skjer oftere, i form av Fe - Si - Mg-legeringer. Enkelte av disse sistnevnte legeringer inneholder cerium (0,2 - 0,4 %
av legeringen), som har til oppgave å motvirke den eventuelle virkning av grunnstoffene Pb, Bi, As, som alle virker mot kulegrafittdannelse. Det derved behandlede støpejern størkner i henhold til de to diagrammer "Fe - CFe3" og "Fe - grafitt".
Det er å merke at tilførselen av magnesium til støpejernet
fører til følgende:
a) En tendens til at størkningen skjer etter det metastabile diagram "Fe - CFe3", som fører til dannelse av karbider. b) Denne type størkning innebærer en betydelig underkjøling. Betydningen av denne underkjøling er avhengig av typen av
størkning, idet størkningen delvis skjer i henhold til diagrammet "Fe - CFe^" og delvis skjer etter diagrammet "Fe-grafitt2. I de kjente proseser reguleres ikke størkningscyklusen
av fremstillingsprosessen.
c) En betydelig tilsetning av inokuleringslegering gjør det vanligvis mulig å bringe størkningen tilbake til diagrammet Fe-grafitt, men resultatene blir uregelmessige, fordi de av-henger av avkjølingsforløpet for støpegodset (eller av deler av støpegodset)•
Den foreliggende fremgangsmåte gjør det mulig å unngå tilstede-værelse av karbider i støpejern med flakformet grafitt. Tidligere forsøk utført på støpejern med flakformet grafitt, eller på stål, ved hjelp av mischmetall"(en meget varierende blanding av 15 sjeldne jordarter) eller silicider av sjeldne jordarter har gitt små og motstridende resultater som ikke har funnet praktisk anvendelse i industrien.
Det er følgelig et mål med den foreliggende oppfinnelse å eliminere de ovennevnte ulemper og å tilveiebringe en løsning som gjør det mulig å minske eller eliminere visse feil ved jernlegeringer, såsom blærer og kaviteter i kulegrafittjern, karbider i støpejern med flakformet grafitt og anisotropi i stål, som er industrielt anvendelig, og som i størst mulig grad med-fører forbedringer i de nevnte jernlegeringers mekaniske egenskaper.
I henhold til dette tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for oppnåelse av jernholdige legeringer som tillater å redusere eller unngå visse defekter slik som kaviteter og småsprekker i støpejern med kulegrafitt eller grått støpe-jern med flakgrafitt, og å oppnå forbedringer i støpbarheten, valsbarheten og isotropien i stål, og en forbedring av de mekaniske egenskaper i de jernholdige legeringer, og fremgangsmåten karakteriseres ved at den omfatter innarbeiding av, som inokulerende legering, eller, når det gjelder stål, som legering for post-inokulering etter desoksydering ved hjelp av aluminium, av minst 0,0001 til 0,01 vekt-% lanthan i den jernholdige legering under fremstillingen, idet dette lanthan innarbeides i form av enten metallisk lanthan eller av en lanthanforbindelse eller av en lanthan-legering oppnådd ved å benytte lanthan enten alene eller sammen med andre sjeldne jordarter (inkludert cerium) forutsatt at vektforholdet mellom lanthan og nevnte sjeldne jordarter (unntatt lanthan) i legeringen eller lanthanforbind-
elsen er over 1:100.
Oppfinnelsen angår videre en inokulerings- eller postinokuleringslegering inneholdende lanthan, og denne legering karakteriseres ved at den har følgende sammensetning i vekt-%:
hvorved vektforholdet mellom lanthan og sjeldne jordarter (bortsett fra lanthan) i legeringen er minst over 100:1 i det jern utgjør resten.
I denne forbindelse er det å merke at tilsetning av mischmetall (med høyt innhold av cerium) til stål modifiseres svovelforbind-elsene og gjør dem mindre skadelige, men uten derved å forbedre stålets renhet, idet stålet fortsatt bibeholder en vesentlig mengde innleirede bestanddeler. Denne vanskelighet overvinnes ved hjelp av oppfinnelsen.
I visse tilfeller kan man eventuelt anvende lanthanet i form
av rent, metallisk lanthan, som fortrinnsvis da har en renhet høyere enn 99%. De lanthanhoIdige inokuleringslegeringer ifølge oppfinnelsen som spesielt foretrekkes, er legeringer på basis av Si-La-Al. La-Ni, La-Fe-Si, La-Fe-Mn, Si-Ca-Mg-La, La-Cr eller Si-La-Mn, og hvor jern utgjør grunnmassen. I de tilfeller hvor disse lanthanholdige inokuleringslegeringer også inneholder andre sjeldne jordarter, deriblant cerium, må alltid det ovennevnte krav til mengdeforholdet lanthan/sjeldne jordarter (med unntak av lanthan) være oppfylt.
Ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen minskes eller elimineres visse feil ved støpejern, såsom blærer og kaviteter eller lunker, samt reduserer anisotropien i stål, hvorved det blir mulig å fremstille jernlegeringer med forbedrede mekaniske egenskaper.
I denne forbindelse er det funnet at de ovennevnte feil ved støpejern med kulegrafitt, såsom blærer og kaviteter, skyldes tilbakeholdelse på forskjellige stadier av en gass som utvikles under størkningen. Denne gass synes å være en reduserende gass, fordi kavitetenes vegger er glatte og ikke oksyderte. Det ligger derfor nær å tro at det dreier seg om karbonmonoksyd, hydrogen eller en blanding av disse gasser.
Denne reduserte gass (som iallefall omfatter CO) skulle derved ikke opptre kun leilighetsvis, som man tidligere har antatt (oksydert råmateriale, oksyderende atmosfære, o.s.v.), men systematisk på visse trinn i størkningsprosessen, sannsynligvis når temperaturen for dannelse av de første krystaller passeres (liquidus).
Ved å utnytte de termodynamiske og metallurgiske egenskaper hos hvert enkelt av de sjeldne jordarter har man nu bragt på det rene at disse er klart spesifikke og av og til motvirker hver-andre. Således har det nu vist seg at: cerium og lanthan er fullstendige blandbare i flytende jern; oppløseligheten av cerium i jern ved 600°C ligger mellom 0,35 og 0,40%. Dette grunnstoff danner da forbindelser såsom
Ce-Fe,. (hård og skjør), Ce-Fe2* o.s.v.
lanthan er derimot lite oppløselig i jern (ingen bestemte
forbindelser La-Fe).
Det følger av det foregående at aktiviteten av Ce vil være svak, fordi ceriumet foreligger i form av intermetalliske forbindelser, mens lanthanet vil oppvise en høy aktivitet, fordi det er disponibelt for omsetning med oksygen og svovel.
Anvendelsen av lanthan i form av sammensatte legeringer (midler for kulegrafittdannelse, inokuleringsmidler, avsvov-lingsmidler) gjør det mulig å oppnå en større renhet av smeiten med hensyn til oksygen og svovel, hvilket fører til en mer vidtgående ferritdannelse i grunnmassen og gjør det mulig å forbedre de fremstilte jernlegeringers mekaniske egenskaper.
Det er å merke at tilstedeværelsen av cerium, alene eller
sammen med andre sjeldne jordarter (med unntak av lanthan), i relativt betydelige mengder, d.v.s. i mengder av fra ca. 1%, relativt til mengden av lanthan, slik tilfellet er i det tidligere anvendte mischmetall, ikke gjør det praktisk mulig å oppnå de forbedringer som i henhold til oppfinnelsen oppnås med lanthan med lavt innhold av cerium. Det er nemlig funnet at cerium motvirker lanthanet, og at denne uønskede virkning gir seg tilkjenne såsnart mengden av cerium er ca. 1% av lanthanmengden.
Andre kjennetegn ved og fordeler med den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av de følgende eksempler. Eksemplene 1 - 4 illustrer-es av fig. 1 - 10 på tegningene. Fig. 1 - 6 viser størknings-kurver for støpejern med kulegrafitt, hvor temperaturen er angitt som ordinat og tiden som abscisse. Fig. 7-10 viser kaviteter eller lunker som er dannet i støpegods fremstilt i henhold til kjent teknikk (fig. 7, 9 og 10) og i henhold til oppfinnelsen (fig. 8). I eksemplene er mengdene av bestanddel-ene angitt i vekt-%.
Eksempel 1.
I en basisk kupolovn fremstilles et støpejern inneholdende
Dette støpejern opparbeides uten inokulering og tjener som referanse. Størkningskurven for et slikt støpejern, som ble opptegnet under anvendelse av en MECI-digel (Cr-Ni), er vist på fig. 1. Denne MECI-digel endrer ikke størkningen av støpe-stykket, og sikrer en størkning som er fullt ut sammenlignbar med den størkning som finner sted i en sandform. Det eutektiske platå gir seg tilkjenne ved en uregelmessighet i avkjøl-ingskurven, som kjennetegnes ved en endring i helningen av den registrerte kurve (se fig. 1).
Når der i det ovennevnte støpejern, under dets fremstilling, tilsettes 0,3 vekt-% Si-La-Al-legering (63 vekt-% Si, 2,1 vekt-% La, 1,45 vekt-% Al, mens resten er jern), d.v.s. 0,0063 vekt-% lanthan, eller 63 ppm lanthan, fås støpegods som ikke har kaviteter. Størkningskurven som oppnås, og som er vist på fig. 2, viser en forlengelse av størkningsintervallet av størrelses-orden 37 sammenlignet med den på fig. 1 viste kurve og likeledes en økning med 13°C av temperaturen som er knyttet til om-danne lsesplatået. Denne forskyvning av nivået for det eutektiske platå innebærer en overgang til diagrammet Fe-grafitt,
og forlengelsen av størkningsintervallet muliggjør en effektiv avgassing, hvilket fører til dannelse av det ovennevnte mer feilfrie støpegods.
Eksempel 2.
Det anvendes et basisstøpejern inneholdende
som underkastes behandling i en elektrisk smelteovn. Under be-arbeidelsen inokuleres 0,4 vekt-% av en konvensjonell inokuleringslegering med følgende sammensetning:
Størkningskurven som er opptegnet under anvendelse av en MECI-digel, er vist på fig. 3. Det fremstilte støpegods har støpe-
feil, såsom kaviteter.
Det innlemmes så, i henhold til oppfinnelsen, under bearbeidel-
sen av støpejernet, 0,4 vekt-% av en legering av følgende sammensetning:
Denne tilsetning svarer til en tilsetning av 0,0084 vekt-% lanthan, eller 84 ppm lanthan.
Det fås en størkningskurve som vist på fig. 4, hvilken oppviser en forlengelse av størkningsintervallet av størrelsesordenen 30% og en økning av temperaturen for omdannelsesplatået av størrelsesordenen 10°C. Det fremstilte støpegods er fritt for kaviteter.
Eksempel 3.
Det anvendes et støpejern inneholdende
——— I
I dette støpejern innlemmes under opparbeidelsen 0,4 vekt-%
av den i støperiindustrien vanlig anvendte inokuleringslegering som er beskrevet i eksempel 2. Det fås en avkjølingskurve som vist på fig. 5, og som er opptegnet under anvendelse av spesialdigler av "tellur-S"-elektronitt. Disse digler for-synes med et karbiddannende overtrekk og fører til størkning kun etter det metastabile "Fe-CFe^"-diagram. Selvom denne størkning er mindre representativ for den størkning av støpe-godset som finner sted i praksis, gjør denne type digler det mulig å oppnå et markert eutektisk platå, hvilket gjør det lettere å sammenligne de forskjellige lengder av de eutektiske platåer.
I henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen innlemmes der under opparbeidelsen av dette støpejern 0,4 vekt-% av den lanthanlegering som er nevnt i eksempel 2, og som er hoved-sakelig fri for cerium. Det fås en avkjølingskurve som er vist på fig. 6, hvilken kurve oppviser en økning av lengden av omdannelsesplatået av størrelsesordenen 260 % og en økning av omdannelsestemperaturen på ca. 10°C i forhold til kurven på fig. 5.
Støpegodset som er støpt under anvendelse av den beskrevne legering, er praktisk talt feilfritt, og dødhodene oppviser kun uvesentlige mengder dendrittiske lunker, mens støpegodset støpt i henhold til den tidligere fremgangsmåte oppviser kaviteter og blærer.
(
I den hensikt å foreta en bedømmelse av de mekaniske egneskaper som oppnås ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, ble det fremstilt prøvestykker for trekking, som så ble testet. Resultatene er oppført i den følgende tabell I.
De vesentlige forbedringer som oppnås med hensyn til forlengelse og slagfasthet, bekrefter den ferritiske strukturs innflytelse på de mekaniske egenskaper.
Eksempel 4.
Idet man gikk ut fra et basis-støpejern av sammensetning i vekt-% C = 3,65; Si = 2,65; Mn = 0,008; S = 0,010, fremstilt etter en spesiell fremgangsmåte for dannelse av kulegrafitt i støpejernet i formen ("inmold"-prosessen), ble de to følgende legeringer benyttet med sikte på å vise lanthanets innvirkning på støpejern-ets tendens til å danne kaviteter ("lunker") ved denne fremgangsmåte. De to legeringer ble opparbeidet fra en moderlegering Fe-Si-Mg:
Det anvendte mischmetall hadde følgende sammensetning:
Ce = 49%
La = 20%
Andre sjeldne jordarter = resten
Støpegodset som ble erholdt ved innlemmelse av 1% av legeringene 1 og 2 er vist i snitt, henholdsvis i fig. 7 og 8. Ut fra fig. 7 og 8 kan det konstateres at legering 2 fremstilt ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å oppnå dødhoder som kun oppviser en primær dendrittisk lunker, mens dødhodet som fås ved anvendelse av det kjente mischmetall oppviser en betydelig kavitet eller lunker. Det er å merke at mengdeforholdet lanthan/sjeldne jordarter i mischmetall er 0,25. Mengdeforhold må imidlertid i henhold til oppfinnelsen være som nevnt ovenfor, d.v.s. minst 2, fortrinnsvis minst 10, og allerhelst minst 100.
Mekaniske tester ble utført på prøvestykker fremstilt under tilsetning av legering 1 eller legering 2. Resultatene er oppført i den nedenstående tabell II.
De oppnådde resultater bekrefter lanthanets gunstige innvirkning på støpestykkenes struktur (ferrittdannelse) og tetthet.
For å bekrefte den spesifikke virkning av lanthanet og for å
vise ceriumets skadelige virkning ble der utført to kompletter-ende prøvninger hvor det i smeiten ble innlemmet 1 % av henholdsvis-:
Det anvendte mischmetall hadde den sammensetning som er gitt for legering 1.
Legering 4: identisk med legering 3, bortsett fra at det ble benyttet 0,50% cerium i form av Fe-Ce, istedet for mischmetallet.
Støpestykkene som ble fremstilt under innlemmelse av legeringene 3 og 4, er vist på henholdsvis fig. 9 og 10. Det vil sees at det ikke er oppnådd noen reduksjon av kavitetenes størrelse, selv ikke ved anvendelse av legering 3, ved hjelp av hvilken det oppnås et sluttinnhold på 0,4% lanthan, hvilket gjør det mulig å konkludere med at tilstedeværelsen av cerium i mengder større enn 1 vekt-% i forhold til lanthanmengden inhiberer den gunstige virkning av lanthanet.
Eksempel 5
Ved opparbeidelsen av et hypereutektisk støpejern ved ca. 1310°C inokuleres på i og for seg kjent måte i denne 0,5 vekt-% av en inokuleringslegering som det er vanlig å anvende i støperi-industrien, og som har den følgende sammensetning (A):
Det fås et støpejern av sammensetning som nevnt i tabell III,
med fysikalske egenskaper som likeledes oppført i tabell III.
Ved inokulering av 0,5 vekt-% av en inokuleringslegering ifølge oppfinnelsen, med følgende sammensetning (B): d.v.s. 25.10 ^ vekt-% lanthan, eller 25 ppm lanthan, fåes et støpejern med sammensetning og fysikalske egenskaper som angitt i tabell III. Det kan konstateres at antallet grafittkuler som oppnås, er langt større og virkningen av herdningen (i karbid-sonen) mindre ved anvendelse av inokuleringslegeringen ifølge oppfinnelsen enn ved bruk av den kjente inokuleringslegering, hvilket må sies å være overraskende.
Anm.: G = Grafitt i volumdeler
2
N nA,. = antall noduler/mm
NnL = antall noduler/mm
Q = kval.angivelse (fordeling av nodulene; ideel fordel-g ing = 1)
P+C = Perlitt og cementitt
Cj = Karbid, i volumdeler
Hva stål angår kan lanthanet løse de problemer som er forbundet med desoksydasjon av stålet. I denne forbindelse er det viktig, med henblikk på å utnytte lanthanets avsvovlende egenskaper på beste måte, først å desoksydere stålet på konvensjonell måte,
f. eks. ved å foreta en forutgående desoksydasjon i smelteovn ved tilsetning av 0,8 - 1 vekt-% aluminium, og deretter å full-føre desoksydasjonen ved hjelp av en desoksydasjon i støpeøsen under anvendelse av lanthanmengder innenfor de ovennevnte mengde-områder, d.v.s. i mengder som med fordel kan være mellom 10 -4 % -2
og 10 %, d.v.s. fra 1 til 100 ppm, fortrinnsvis i mengder fra 1-10 til 30 ppm.
På grunn av den lille mengde lanthan som tilsettes, blir det således få inneslutninger, og disse blir godt fordelt, hvorved de økede viskositeter som inneslutningene medfører, elimineres, hvilket fører til dannelse av en stålsmelte med meget god flyt-barhet, og i siste omgang til et meget rent stål. Dessuten vil avsvovlingen av stålet, som er så å si fullført, redusere stålets overflatespenning og medføre en forbedring av flytbarheten.
Disse iakttagelser bekreftes av det følgende eksempel:
Eksempel 6
Det ønskes fremstilt et stål inneholdende følgende:
I denne hensikt smeltes 1 3570 kg av et stål av konvensjonell sammensetning i en smelteovn, idet det tilsettes 0,07% karbon og 0,15% mangan.
For å raffinere smeiten med hensyn til oksygeninnholdet, foretas en desoksydasjon i smelteovnen i henhold til den tradisjonelle fremgangsmåte, ved tilsetning av ca. 0,8% aluminium. Etter tilsetningen av aluminiumet tas det direkte ut av smelteovnen en prøve av stålet, som viser seg å inneholde:
Krystallografisk analyse viser at dette stål omfatter makroinne-slutninger av aluminat og silikat foruten mikrosulfider.
Etter den ovennevnte desoksydasjon med aluminium i smelteovnen foretas det i henhold til oppfinnelsen en desoksydasjon i støpe-øsen ved tilsetning av 27 kg av en silicium-lanthan-holdig legering inneholdende 45 % silicium, 0,5 % lanthan og resten jern, d.v.s. ved tilsetning av ca. 0,20 % lanthanlegering, hvilket svarer til en tilsetning av ca. 10 ^ % lanthan, d.v.s. ca 10 ppm - lanthan.
Det tas ut en prøve av stålet i støpeskjeen etter desoksydasjon med den lanthanhoIdige inokuleringslegering i henhold til oppfinnelsen. Prøven viser seg å inneholde:
Krystallografisk analyse av dette stål viser at det omfatter mikroinneslutninger av aluminat og silicat med tungtsmeltelige globuler med middels til liten diameter av størrelsesorden 1 - 2 ym, og at disse foreligger i beskjedent antall.
Dessuten gir lanthanet som anvendes i henhold til oppfinnelsen,
i legering med andre metaller, deriblant de sjeldne jordarter, med forbehold om at man holder seg innenfor det ovennevnte mengdeforhold lanthan/sjeldne jordarter, muligheten for under forløpet av desoksydasjonen, avsvovlingen, denitreringen og dehydratiseringen å tilveiebringe det antall inneslutninger av den ønskede størrelse og sammensetning som ønskes for den stål-kvalitet som skal fremstilles, hvilket representerer et særlig bemerkelsesverdig teknisk fremskritt.
Således muliggjør tilsetningen av lanthan under de betingelser fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen foreskriver, å redusere anisotropien i stål og derved forbedre forholdet mellom stålets slagfasthet i lengderetningen og tverretningen.
Det er å merke at det tilsatte lanthan foreligger i jernlegeringen i form av forbindelser såsom oksyder og/eller sulfider og/ eller nitrider og/eller hydrider og/eller karbider og danner uskadelige inneslutninger i jernlegeringene.
Dessuten vil man under opparbeidelsen av jernelgeringen, dersom støpejernet eller stålet dekanterer godt, få 70% av de dannede lanthanforbindelser opp i slagget. Således finner man vanligvis mindre enn 30% av lanthanforbindelsene i den erholdte jernlegering.
Lanthanet inkorporeres med fordel i jernlegeringen under dennes opparbeidelse, i form av inokuleringslegeringer med følgende sammensetning (i vekt-%):
De stålsorter som fremstilles etter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan være konstruksjonsstål, spesialstål, ikkeoksyder-bare stål eller stål for støping eller laminering, uten likevel å være begrenset til disse.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for oppnåelse av jernholdige legeringer som tillater å redusere eller unngå visse defekter i jernlegeringene slik som kaviteter og småsprekker, som i støpe-jern med kulegrafitt, karbider i grått støpejern med flakgrafitt, og forbedring av støpbarheten, valsbarheten og isotropien i stål, og forbedring av de mekaniske egenskaper i de jernholdige legeringer, karakterisert ved at den omfatter innarbeiding av, som inokulerende legering eller, når det gjelder stål, som legering for post-inokulering etter desoksydering ved hjelp av aluminium, av minst 0,0001 til 0,01 vekt-% lanthan i den jernholdige legering under fremstillingen, idet dette lanthan innarbeides i form av enten metallisk lanthan eller av en lanthanforbindelse eller av en lanthan-legering oppnådd ved å benytte lanthan enten alene eller sammen med andre sjeldne jordarter (inkludert cerium) forutsatt at vektforholdet mellom lanthan og nevnte sjeldne jordarter (unntatt lanthan) i legeringen eller lanthan i forbindelsen er over 1:100.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at den omfatter innarbeiding av 0,001 til 0,003 vekt-% lanthan i den jernholdige legering under fremstillingen.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at et støpejern med kulegrafitt oppnås fra et basis-støpejern med følgende vektsammensetning i prosent: hvori lanthan innarbeides i de ovenfor nevnte andeler under fremstillingen.
4. Fremgangsmåte ifølge kravene 1-3, karakterisert ved at det, når det gjelder stål, før innarbeiding av lanthan, tilsettes fra 0,8 til 1% aluminium.
5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at lanthan tilsettes i form av legeringer med et hvilket som helst metall som er istand til å danne en homogen forbindelse med lanthan, f. eks. som oppviser et oppløselighetsdiagram med lanthan alene eller i forbindelse med andre sjeldne jordarter (inkl. cerium) i en vektandel på 0,01 til 90% lanthan.
6. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 -4, karakterisert ved at lanthan innarbeides i form av en forbindelse slik som et klorid, et fluorid, et oksyd oppnådd fra lanthanider eller en blanding av slike forbindelser.
7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 - 4, karakterisert ved at lanthan innarbeides i form av metallet lanthan med en renhet over 99%.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisert ved at lanthan innarbeides i form av en legering basert på Si-La-Al, La-Ni, La-Fe-Mn-, Si-Ca-Mg-La, La-Cr, Si-La-Mn, idet jern utgjør resten.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at lanthan innarbeides i form av en legering med følgende sammensetning i vekt-%:
10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at lanthan innarbeides i form av en legering med følgende sammensetning i vekt-%
11. Inokulerings- eller postinokuleringslegering inneholdende lanthan, karakterisert ved at den har følgende sammensetning i vekt-%: hvorved vektforholdet mellom lanthan og sjeldne jordarter (bortsett fra lanthan) i legeringen er minst over 100:1 i det jern utgjør resten.
12. Inokulerings- eller postinokuleringslegering inneholdende lanthan, karakterisert ved at den har følgende sammensetning i vekt-%: hvorved vektforholdet mellom lanthan og sjeldne jordarter (bortsett fra lanthan) i legeringen er minst over 100:1 i det jern utgjør resten.
13. Inokulerings- eller postinokuleringslegering ifølge krav 11 eller 12, karakt é^risert ved at den inneholder kun lanthan som sjelden jordart.
NO791147A 1978-04-06 1979-04-05 Fremgangsmaate for fremstilling av jernlegering med forbedrede egenskaper ved bruk av lanthan samt lanthanforlegering for utoevelse av fremgangsmaaten NO152452C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7810254A FR2421948A1 (fr) 1978-04-06 1978-04-06 Procede de preparation d'alliages ferreux sensiblement exempts de cerium, permettant d'ameliorer notamment leurs proprietes mecaniques grace a l'emploi de lanthane, et alliages ferreux obtenus par ce procede

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO791147L NO791147L (no) 1979-10-09
NO152452B true NO152452B (no) 1985-06-24
NO152452C NO152452C (no) 1985-10-02

Family

ID=9206788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO791147A NO152452C (no) 1978-04-06 1979-04-05 Fremgangsmaate for fremstilling av jernlegering med forbedrede egenskaper ved bruk av lanthan samt lanthanforlegering for utoevelse av fremgangsmaaten

Country Status (19)

Country Link
US (2) US4290805A (no)
EP (1) EP0004819B1 (no)
JP (1) JPS54136517A (no)
AR (1) AR222327A1 (no)
AT (1) ATA245979A (no)
AU (1) AU528318B2 (no)
BR (1) BR7902098A (no)
CA (1) CA1155688A (no)
DD (1) DD143632A5 (no)
DE (1) DE2965601D1 (no)
ES (1) ES479405A1 (no)
FI (1) FI68665C (no)
FR (1) FR2421948A1 (no)
IN (1) IN151970B (no)
MX (1) MX6617E (no)
NO (1) NO152452C (no)
PL (1) PL214742A1 (no)
YU (1) YU82579A (no)
ZA (1) ZA791569B (no)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4857280A (en) * 1979-04-19 1989-08-15 Kay D Alan R Method for the regeneration of sulfided cerium oxide back to a form that is again capable of removing sulfur from fluid materials
US4604268A (en) * 1979-04-19 1986-08-05 Kay Alan R Methods of desulfurizing gases
US4885145A (en) * 1979-04-19 1989-12-05 Kay D Alan R Method for providing oxygen ion vacancies in lanthanide oxides
US4714598A (en) * 1979-04-19 1987-12-22 Kay D Alan R Methods of desulfurizing gases
US4507149A (en) * 1979-04-19 1985-03-26 Union Oil Company Of California Desulfurization of fluid materials
US4826664A (en) * 1980-07-31 1989-05-02 Kay D Alan R Methods of desulfurizing gases
US5326737A (en) * 1980-07-31 1994-07-05 Gas Desulfurization Corporation Cerium oxide solutions for the desulfurization of gases
FR2511044A1 (fr) * 1981-08-04 1983-02-11 Nobel Bozel Ferro-alliage pour le traitement d'inoculation des fontes a graphite spheroidal
US4374665A (en) * 1981-10-23 1983-02-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Magnetostrictive devices
US4409043A (en) * 1981-10-23 1983-10-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Amorphous transition metal-lanthanide alloys
SE466059B (sv) * 1990-02-26 1991-12-09 Sintercast Ltd Foerfarande foer kontroll och justering av primaer kaernbildningsfoermaaga hos jaernsmaeltor
JP2634707B2 (ja) * 1991-04-04 1997-07-30 日立金属株式会社 球状黒鉛鋳鉄の製造方法
IT1286045B1 (it) * 1996-10-25 1998-07-07 Lucchini Centro Ricerche E Svi Acciaio a grano austenitico fine risolforato migliorato e relativo procedimento per ottenerlo
FR2838134B1 (fr) * 2002-04-03 2005-02-25 Pechiney Electrometallurgie Pion inoculant anti microretassures pour traitement des fontes de moulage
FR2839082B1 (fr) * 2002-04-29 2004-06-04 Pechiney Electrometallurgie Alliage inoculant anti microretassure pour traitement des fontes de moulage
NO20024185D0 (no) * 2002-09-03 2002-09-03 Elkem Materials Fremgangsmåte for å fremstille duktilt jern
FR2855186B1 (fr) * 2003-05-20 2005-06-24 Pechiney Electrometallurgie Produits inoculants contenant du bismuth et des terres rares
JP4974591B2 (ja) * 2005-12-07 2012-07-11 旭テック株式会社 黒鉛球状化剤およびこれを用いた球状黒鉛鋳鉄の製造方法
FR3006695A1 (fr) 2013-06-10 2014-12-12 Mourad Toumi Procede et dispositif de traitement d'un metal ou d'un alliage metallique en fusion par une substance additive
PL232535B1 (pl) 2015-01-22 2019-06-28 Artur Gibas Igła do biopsji stercza
RU2628717C1 (ru) * 2016-09-23 2017-08-21 Юлия Алексеевна Щепочкина Сплав для легирования чугуна

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3125442A (en) * 1964-03-17 Buctile iron casting
US3072476A (en) * 1955-03-22 1963-01-08 American Metallurg Products Co Method of alloying
US2970902A (en) * 1956-01-17 1961-02-07 Int Harvester Co Ductile iron
US2873188A (en) * 1956-02-10 1959-02-10 Union Carbide Corp Process and agent for treating ferrous materials
FR1187119A (fr) * 1956-11-30 1959-09-07 Int Harvester Co Moulage en fonte malléable
US3065070A (en) * 1960-02-15 1962-11-20 Otani Kokichi Method for the manufacture of tough cast iron
DE1190198B (de) * 1961-09-25 1965-04-01 Knapsack Ag Verfahren zur Herstellung von Silizium-Magnesium-Eisen-Vorlegierungen
US3146090A (en) * 1961-12-29 1964-08-25 Crane Co Process of producing nodular iron using group iii metal hydride
FR1336858A (fr) * 1962-07-27 1963-09-06 Pechiney Prod Chimiques Sa Alliages contenant des métaux des terres rares
US3137570A (en) * 1962-08-10 1964-06-16 Vanadium Corp Of America Inoculating alloy
AT260557B (de) * 1965-05-06 1968-03-11 Treibacher Chemische Werke Ag Legierung zum Einbringen von SE-Metallen und/oder von Thorium in Metalle
JPS5112443B1 (no) * 1965-12-13 1976-04-20
FR1525645A (fr) * 1966-05-24 1968-10-23 Vanadium Corp Of America Perfectionnements aux procédés de préparation de fonte nodulaire
GB1179083A (en) * 1967-02-10 1970-01-28 Foote Mineral Co Production of Grey Cast Iron
JPS4936086B1 (no) * 1969-03-07 1974-09-27
US3666570A (en) * 1969-07-16 1972-05-30 Jones & Laughlin Steel Corp High-strength low-alloy steels having improved formability
FR2109058A5 (no) * 1970-07-23 1972-05-26 Pechiney
JPS543447B2 (no) * 1973-03-09 1979-02-23
US3816103A (en) * 1973-04-16 1974-06-11 Bethlehem Steel Corp Method of deoxidizing and desulfurizing ferrous alloy with rare earth additions
US3871870A (en) * 1973-05-01 1975-03-18 Nippon Kokan Kk Method of adding rare earth metals or their alloys into liquid steel
US3997338A (en) * 1974-03-22 1976-12-14 Centre De Recherches Scientifiques Et Techniques De L'industrie Des Fabrications Metalliques, En Abrege C.R.I.F. Gray cast iron
US3953579A (en) * 1974-07-02 1976-04-27 Cabot Corporation Methods of making reactive metal silicide
GB1515201A (en) * 1976-02-10 1978-06-21 British Cast Iron Res Ass Cast iron
US4042381A (en) * 1976-07-06 1977-08-16 Republic Steel Corporation Control of inclusion morphology in steel

Also Published As

Publication number Publication date
FI68665B (fi) 1985-06-28
FR2421948B1 (no) 1981-03-06
FI791106A7 (fi) 1979-10-07
CA1155688A (en) 1983-10-25
MX6617E (es) 1985-08-23
JPS54136517A (en) 1979-10-23
DE2965601D1 (en) 1983-07-14
ES479405A1 (es) 1980-06-16
ATA245979A (de) 1988-01-15
AU4603179A (en) 1979-10-11
FI68665C (fi) 1985-10-10
FR2421948A1 (fr) 1979-11-02
YU82579A (en) 1983-10-31
EP0004819A1 (fr) 1979-10-17
NO791147L (no) 1979-10-09
DD143632A5 (de) 1980-09-03
NO152452C (no) 1985-10-02
AU528318B2 (en) 1983-04-21
US4414027A (en) 1983-11-08
EP0004819B1 (fr) 1983-06-08
BR7902098A (pt) 1979-11-27
AR222327A1 (es) 1981-05-15
US4290805A (en) 1981-09-22
IN151970B (no) 1983-09-17
ZA791569B (en) 1980-04-30
PL214742A1 (no) 1980-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO152452B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av jernlegering med forbedrede egenskaper ved bruk av lanthan samt lanthanforlegering for utoevelse av fremgangsmaaten
KR910001484B1 (ko) 회주철 접종제
AU721510B2 (en) Composition for inoculating low sulphur grey iron
US3591367A (en) Additive agent for ferrous alloys
JP7818574B2 (ja) 球状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄の製造方法及び球状化処理剤
US4227924A (en) Process for the production of vermicular cast iron
US4501612A (en) Compacted graphite cast irons in the iron-carbon-aluminum system
US2978320A (en) Method for producing a high strength ferrous metal
US4162159A (en) Cast iron modifier and method of application thereof
EP0041953B1 (en) Production of vermicular graphite cast iron
US3033676A (en) Nickel-containing inoculant
US2814559A (en) Process for the production of nodular cast iron
US2841488A (en) Nodular cast iron and process of making same
DE2314843C2 (de) Verfahren zur Herstellung von vakuumbehandeltem Stahl für Schmiedeblocke
US2716604A (en) Process for producing nodular iron
US2826497A (en) Addition agent and method for making ferrous products
SU1446187A1 (ru) Высокопрочный чугун
JPH0454723B2 (no)
RU2844947C1 (ru) Способ получения чугуна с шаровидным графитом
US3762914A (en) Modifiers for iron carbon alloys
SU1458412A1 (ru) Модификатор чугуна
SU1700082A1 (ru) Комплексный модификатор
CN1105613A (zh) 复合孕育变质剂
JPS5948843B2 (ja) 球状黒鉛鋳鉄用黒鉛球状化剤とその製造方法
Janerka et al. Various aspects of application of silicon carbide in the process of cast iron Melting