PL3733B1 - Stop zelazny, o wlasnosciach stali, zawierajacy tytan, i sposób jego wyrobu. - Google Patents

Description

Dotychczasowe usilowania wykorzysta¬ nia tytanu jako domieszki przy wytwarza¬ niu stali nie daly w praktyce wyników za¬ dawalajacych, gdyz poza kilku przypad- kowemi wynikami dodatnieimi, które plo- zwolily poznac znakomite wlasnosci stali tytanowej, nie mozna bylo wytwarzac jej prawidlowo, w sposób hutniczy.W wyniku wieloletnich wlasnych badan wynalazca przyczyne niepowodzen upa¬ truje w tern, ze tytan dodawano dotych¬ czas do stali naweglonej.Wskutek nadzwyczajnego powinowac¬ twa chemicznego tytanu, wyrazajacego sie w latwosci, z jaka metal ten laczy sie w znane zwiazki z weglem, siarka i azotem, dodanie go do naweglonej roztopionej stali bedzie mialo w wiekszosci wypadków ten tylko skutek, iz ciala te polacza sie z ty¬ tanem w odpowiednie zwiazki, które, za¬ leznie od swej rozpuszczalnosci w zelazie, moga sie wydzielic w postaci wywierajacej nieznaczny jedynie wplyw na zmiane wy¬ trzymalosci zelaza.Wynalazek niniejszy stwierdza prze- dewszystkiem, ze wplyw dodatni tytanu na wytrzymalosc zelaza ujawnia sie dopiero wtedy, gdy po nasyceniu rzeczonych cial pozostanie jeszcze w stopie zelaza taka ilosc tytanu, która wystarczy do wytworze-nia stopu tytanozelazowego. Stop otrzy- ^ many wvten sposób dopiero wtedy ujawni P wlasifpS? dodaftiie, wlasciwe stopom za¬ wierajac^ii^tytah.Z wlasnosci tego rodzaju nalezy przy¬ toczyc bardzo wysoka granice sprezystosci i nadzwyczajna odpornosc na scieranie, skoro przedmioty wykonane ze stopu po¬ wyzszego poddac tarciu.Skoro przeto zechcemy nadac powyz¬ sze wlasnosci zwyklej stali naweglonej, na¬ tenczas nalezy dodac do niej znaczne ilo¬ sci tytanu, co z jednej strony jest kosztow¬ ne, z drugiej zas strony utworzone zwiaz¬ ki tytanu z metaloidami, jak np. weglem, siarka i azotem, wplywaja ujemnie na cia- gliwosc stopów stalowych.Chcac wiec osiagnac wyniki dodatnie, nalezy wytworzyc stop, któryby oprócz przewazajacej ilosci zelaza zawieral badz tylko tytan, badz tez jeszcze i odpowiedni odsetek metalów, uzytych pojedynczo lub lacznie, jak mangan, chrom, nikiel, kobalt, wolfram, molibden, wanad, t. j. metalów, które juz dzis sluza do uszlachetniania stali.Rozumie sie, ze stopy podobne mozna wytwarzac w sposób najrozmaitszy, jak np. stapiac zelazo elektrolityczne i, po do¬ daniu zadanych domieszek w postaci rze¬ czonych metali, dodac don niezbedina ilosc tytanu w postaci ferrotyfcalnu, lub tez mozna do stopu wprowadzic tytan in statu na- scendi, wytwarzajac go w samym stopie podczas reakcji termicznej, prowadzonej zapomoca glinu.Ten sposób wyrobu stali tytanowej jest kosztowny, przeto ponizej przytoczymy in- riy sposób, stosunkowo tanszy, który nada¬ je sie do wyrobu stali tytanowej na wielka skale.W piecu Martinowslrim lub elektrycz¬ nym^ najkorzystniej zaopatrzonym w wy¬ kladzine zasadowa, odweglamy zapomoca swiezenia stopione zelazo, prowadzac pro¬ ces z uzyskaniem zuzla zasadowego.W charakterze przenosnika tlenu uzy¬ wamy w tym celu warstwy topników, skla¬ dajacej sie z wapna, rudy manganowej i skaly tytanozelazowej.Dopóki stop zawiera jeszcze wegiel, przechodza don, dzieki redukujacemu dzialaniu tego ostatniego, pewne ilosci manganu i tytanu, ponadto pewna ilosc znajdujacego sie w warstwie górnej krze¬ mu redukuje sie równiez i przechodzi do stopu. Stosunek zawartych w stopie ilosci krzemu i tytanu uwarunkowany jest sto¬ sunkiem ilosci kwasu krzemowego i tyta¬ nowego znajdujacych sie w warstwie zu¬ zla, chociaz kwas krzemowy w porównaniu z tytanowym jest bardziej odporny na dzia¬ lanie redukujace wegla.Skoro stop jest dosyc na poczatku swie¬ zenia zasobny w mangan, natenczas obec¬ nosc jego ulatwia redukcje kwasu tyta¬ nowego.Ilosc rudy tytanozelaznej i ilosc we¬ gla w stopie musza byc mozliwie tak do¬ brane, aby z chwila znikniecia wegla w sto¬ pie, tlenki zelaza i manganu, zawarte w zu¬ zlu, zostaly równiez zredukowane, wsku¬ tek czego zuzel zawieralby przewaznie kizemiany i tytaniany wapniowe. W tern stadjum procesu dodajemy do stopu pewna ilosc glinu, który zanurzamy w stopie pod zuzlem lub tez wprowadzamy goi dk stopu w postaci zelazo-glinu. Zastosowanie tego ostatniego ma te zalete, iz stop zelazo- glinowy, dzieki swemu wysokiemu cieza¬ rowi gatunkowemu, tonie sam w masie roz¬ topionego metalu, zanurzajac sie pod zu¬ zlem.Dzieki wysokiej temperaturze kapieli stalowej, glin dodany reaguje energicznie z zuzlem, redukujac przewazajaca ilosc kwasu tytanowego i przeprowadzajac tytan metaliczny do kapieli.Proces przeprowadzony w ten sposóbdaje stal tytanowa, pozbawiona prawic we. gla i uboga w krzem, wykazujaca zalety powyzej wyszczególnione. Z innych wla¬ sciwosci tej stali nalezy podniesc te szcze¬ gólna okolicznosc, ze dzidki dzialaniu tyta¬ nu i glinu, stal pozbawiona jest gazu.Struktura jej przeto jest nadzwyczaj zwar¬ ta, z drugiej zas strony stal zdradza sklon¬ nosc do tworzenia w swem wnetrzu peche¬ rzyków, wskutek czego przy odlewaniu na¬ lezy zachowac wszelkie znane srodki ostroznosci, aby gesi i przedmioty po odla¬ niu pozbawione byly pecherzyków.Dla uzyskania stali pozbawionej zupel¬ nie weglików tytanu nalezy sposób opisa¬ ny powyzej nieco zmienic, a mianowicie podczas swiezenia uzyc w charakterze top- nika rudy zelaznej pozbawionej tytanu. Po odwegleniu kapieli nalezy warstwe zuzlo¬ wa zlac i wytworzyc inna z rudy tytano- zelaznej i wapna.Tlenki zelaza tej warstwy zuzlowej na¬ lezy uprzednio zredukowac pakiem nafto¬ wym lub weglikiem wapniowym, poczem dopiero dodac, dla zapobiezenia znacznym stratom glinu na reakcje z tlenkiem zelaza, do masy stopionej glinu.Dalej, zamiast glinu mozna stosowac z takim samym, a niekiedy jeszcze z lepszym skutkiem i inne metale. Badania wykazaly, ze zamiast glinu mozemy, w celu powyz szym, stosowac magnez, szczególnie zas w polaczeniu z zelazem, czyli tak zwany fer- ro-magnez. Magnez w porównaniu z gli¬ nem posiada znacznie nizsza temperature topienia, skoro wiec dodamy go do stali, natenczas pary magnezu, przenikajac do zuzla, wydzielaja tytan. Przez zastosowa¬ nie magnezu udaje sie otrzymac kapiel, w której metale lekkie zastepuje tytan, w czasie stosunkowo znacznie krótszym, niz ma to miejsce w zastosowaniu glinu. Takie same zalety wykazuja i inne metale ziem alkalicznych, jak np. wapn, stront, bar.Udaje sie równiez przeprowadzic te reakcje przy pomocy metali alkalicznych, wtrysku¬ jac je zapomoca odpowiednich przyrza¬ dów do stopu pod warstwe zuzla pokrywa¬ jaca stopiony metal. PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Stop zelazny o wlasnosciach stali, znamienny tern, ze, bedac praktycznie zu¬ pelnie pozbawiony wegla, wykazuje wla¬ snosc stali, dzieki obecnosci w nim tytanu.
2. 2. Stop zelazny o wlasnosciach stali wedlug zastrz. 1, znamienny tem, ze, be¬ dac pozbawiony wegla, zawiera obok ty¬ tanu metale uszlachetniajace, jak mangan, chrom, nikiel, kobalt, wolfram, molibden, wanad i inne.
3. 3. Sposób wytwarzania zelaza o wla¬ snosciach stali wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tem, ze do zelaza, mozliwie pozba¬ wionego wegla, dodaje sie niezbedna ilosc tytanu w postaci ferro-tytanu pozbawione¬ go wegla.
4. 4. Sposób wytwarzania zelaza o wla¬ snosciach stali wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tem, ze tytan wydziela sie i roz¬ puszcza w metalu stopionym zapomoca reakcji glinowo-termicznej.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tem, ze stopione zelazo pokryte warstwa zuzla, skladajacego sie z rudy zelazotyta- nowej i wapna, poddaje sie przedewszyst- kiem swiezeniu i dopiero po ukonczeniu tegoz dodaje sie don glinu w takiej ilosci, aby wystarczyla do zredukowania] niezbed¬ nej ilosci tytanu, znajdujacego! sie w war¬ stwie zuzla.
6. 6. Odmiana wykonania sposobu we¬ dlug zastrz. 4 i 5, znamienna tem, ze zela¬ zo pozbawione wegla poddaje sie uprzednio swiezeniu pod warstwa zwyklej rudy zela¬ znej i wapna, zawierajacej lub pozbawio¬ nej rudy manganowej, poczem te warstwe zuzlowa usuwa sie i wytwarza zuzel wapna i rudy zelazolytanowej, w którym tlenki ' — 3 —zelaza redukuje sie uprzednio zapomoca wegla lub weglika wapnia i dopiero wtedy do zelaza stopionego dodaje sie glinu,
7. 7. Odmiana wykonania sposobu wedlug zastrz. 3 — 6, znamienna tern, ze zamiast glinu stosuje sie magnez lub inne metale alkaliczne lub ziem alkalicznych badz jako takie, badz w polaczeniu z zelazem lub w polaczeniu miedzy soba. Walther Mathesius. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL