RU2017583C1 - Способ получения брикетов для модифицирования сталей и сплавов - Google Patents
Способ получения брикетов для модифицирования сталей и сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2017583C1 RU2017583C1 SU4932683A RU2017583C1 RU 2017583 C1 RU2017583 C1 RU 2017583C1 SU 4932683 A SU4932683 A SU 4932683A RU 2017583 C1 RU2017583 C1 RU 2017583C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- mixture
- calcium
- modification
- per cent
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 title claims description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 title claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 19
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 title description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 28
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 10
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 30
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 7
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 9
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- OSMSIOKMMFKNIL-UHFFFAOYSA-N calcium;silicon Chemical compound [Ca]=[Si] OSMSIOKMMFKNIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PMJVACMPRFHIPZ-UHFFFAOYSA-M [F-].[Ca+] Chemical compound [F-].[Ca+] PMJVACMPRFHIPZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: шихту готовят смешиванием порошков оксидов редкоземельных металлов и силикокальция, шихту прессуют и спекают, причем в шихту дополнительно вводят фторид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок оксидов редкоземельных металлов 10 - 50; порошок силикокальция 20 - 80; порошок фторида кальция остальное, причем до 80% полученной шихты спекают при 25 - 890 °С; 10 - 80 % при 900 - 1100°С; 10 - 85 % при 1110 - 1250°С, а спеченные заготовки объединяют. 3 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть применено при обработке сталей и сплавов тугоплавкими частицами.
Известен способ приготовления модификатора, предусматривающий смешивание порошка тугоплавких дисперсных частиц с порошком вещества-протектора, прессование смеси в брикет с дегазацией брикета в вакууме при 900-950оС.
Недостатком данного способа является низкое усвоение тугоплавких дисперсных частиц модификатора вследствие неуправляемого процесса химического взаимодействия между веществом протектором и дисперсными тугоплавкими частицами, приводящими к плохому смачиванию их расплавом или сгоранию и удалению из расплава.
Наиболее близким к изобретению является способ приготовления модификатора, предусматривающий равномерное перемешивание порошков тугоплавких дисперсных частиц основы модификатора и наполнителя, прессование их в брикет и спекание в вакууме 10-2-10-4 мм рт.ст. и температуре 1000-1200оС в течение 30-60 мин, причем в качестве наполнителя применяют порошок силикокальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Порошок силико- кальция СК25 50-80
Порошок оксидов редкоземельных металлов 20-50
Недостатком данного способа приготовления модификатора является незначительный прирост механических свойств обрабатываемого металла, обусловленного наличием только избирательного эффекта модифицирования отдельных структурных составляющих металла и отсутствие комплексного воздействия на структуру металла.
Порошок силико- кальция СК25 50-80
Порошок оксидов редкоземельных металлов 20-50
Недостатком данного способа приготовления модификатора является незначительный прирост механических свойств обрабатываемого металла, обусловленного наличием только избирательного эффекта модифицирования отдельных структурных составляющих металла и отсутствие комплексного воздействия на структуру металла.
Целью изобретения является повышение эффективности модифицирования.
Это достигается тем, что способ получения брикетов для модифицирования сталей и сплавов включает приготовление шихты смешиванием порошков оксидов редкоземельных металлов и силикокальция, прессование шихты и последующее спекание, причем в шихту дополнительно вводят фторид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Порошок оксидов
редкоземельных металлов 10-50
Порошок силико- кальция 20-80
Порошок фтори- да-кальция Остальное
Предлагаемый способ приготовления модификатора для стали и сплавов основан на создании условий, обеспечивающих избирательное и комплексное воздействие на структурные составляющие металла посредством:
уменьшения межфазной поверхностной энергии, приводящей к снижению краевого угла смачивания между тугоплавкой дисперсной частицей и расплавом за счет создания переходного слоя, представляющего продукт химического взаимодействия между тугоплавкой дисперсной частицей и веществом наполнителя, позволяющих получить стабильность, устойчивость частиц против коагуляции, тем самым обеспечивая высокое усвоение модификатора;
создания переходного слоя, требуемой кристаллографической структуры, размерного соответствия с модифицируемой фазой, тугоплавкости и термодинамической устойчивости.
Порошок оксидов
редкоземельных металлов 10-50
Порошок силико- кальция 20-80
Порошок фтори- да-кальция Остальное
Предлагаемый способ приготовления модификатора для стали и сплавов основан на создании условий, обеспечивающих избирательное и комплексное воздействие на структурные составляющие металла посредством:
уменьшения межфазной поверхностной энергии, приводящей к снижению краевого угла смачивания между тугоплавкой дисперсной частицей и расплавом за счет создания переходного слоя, представляющего продукт химического взаимодействия между тугоплавкой дисперсной частицей и веществом наполнителя, позволяющих получить стабильность, устойчивость частиц против коагуляции, тем самым обеспечивая высокое усвоение модификатора;
создания переходного слоя, требуемой кристаллографической структуры, размерного соответствия с модифицируемой фазой, тугоплавкости и термодинамической устойчивости.
Использование оксидов РЗМ в сочетании с силикокальцием определяется возможностью стабильного ввода оксидов редкоземельных металлов в расплав и получения силицидов в процессе кальцийтермической реакции, являющихся промежуточными соединениями между металлидами и интерметаллидами.
При приготовлении модификатора прессованием, как и в прототипе, происходит взаимное перемещение частиц относительно друг друга, благодаря которому механически разрушается окисная пленка на поверхности порошков, что приводит к более плотному контакту дисперсных тугоплавких частиц.
При нагреве брикетов в вакууме происходит интенсивная дегазация водяных паров с поверхности частиц порошков, как и в известном способе, тем самым обеспечиваются условия интенсификации термодинамического взаимодействия между компонентами смеси, улучшаются условия ввода тугоплавких дисперсных частиц в расплав.
Спекание брикетов в температурных интервалах, оС: I 25-890 II 900-1100 III 1110-1250 позволяет получать частицу химических соединений с различной термодинамической устойчивостью, типами кристаллической структуры, параметрами решетки (табл.1) и как следствие типами связи.
Так, спекание состава I при 25-890оС не сопровождается термодинамическим взаимодействием между компонентами, т.е. в составе I находятся дисперсные частицы с ионным типом (РЗМ2О3) связи.
Спекание составов II и III при температурах соответственно 900-1100; 1110-1250oC обеспечивает появление в составе II химических соединений с ковалентно-металлическими типами связей (РЗМ5Si3; РЗМ5Si4), а в составе III с ковалентными и ковалентно-ионными типами связей (РЗМSi; РЗМ3Si5; РЗМSi2).
Чрезмерное увеличение температуры (более 1200оС) приводит к интенсивной возгонке в вакууме кальция.
Количество силикокальция в смеси для модифицирования, равное 20-80%, определялось из условия возможности получения всей гаммы силицидов, характерных для РЗМ.
Наличие CaF2 в составе модифицирующей смеси позволяет осуществить процессы интенсифицирующие как термодинамическое взаимодействие между компонентами смеси в процессе вакуумно-термической обработки, так удаление НВ из расплава. Кроме того, наличие избыточного кальция в составе смеси инициирует взаимодействие с фторидом кальция с образованием монофторида кальция, обеспечивающего глубокое раскисление металла. Интервалы варьирования количества фторида кальция в составе модифицирующей смеси было определено в процессе предварительных экспериментов.
Процентное содержание в модификаторе составов I, II, III определяется структурными особенностями сталей и сплавов и задачами, поставленными перед модифицированием.
Так, при условии глобуляризации карбидной фазы или фаз с ионным типом связи целесообразно максимально использовать составы I и (или) III. При измельчении микрозерна и фаз интерметаллидного типа необходимо преимущественно использовать состав II. При условии комплексного модифицирования, а именно, уменьшение размера микромакрозерно, глобуляризации карбидной фазы и т.д. целесообразно использование всех трех составов.
Предложенный способ приготовления модификатора обладает существенными отличиями, так как в процессе поиска по источникам патентной и научно-технической литературы не обнаружены технические решения с указанными отличительными признаками. Данный способ позволяет повысить эффективность модифицирования сталей и сплавов, что приводит к повышению конструкционной прочности изделий, получаемых из этих материалов.
Способ получения брикетов для модифицирования сталей и сплавов включает приготовление шихты смешиванием порошков оксидов редкоземельных металлов и силикокальция, прессование шихты и последующее спекание, причем в шихту дополнительно вводят фторид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Порошок оксидов
редкоземельных металлов 10-50
Порошок силико- кальция 20-80
Порошок фторида кальция Остальное
После этого до 80% полученной шихты спекают при 25-890оС; 10-80% при 900-1100оС, а 10-85% - 1110-1250оС, а спеченные заготовки объединяют.
Порошок оксидов
редкоземельных металлов 10-50
Порошок силико- кальция 20-80
Порошок фторида кальция Остальное
После этого до 80% полученной шихты спекают при 25-890оС; 10-80% при 900-1100оС, а 10-85% - 1110-1250оС, а спеченные заготовки объединяют.
Полученный модификатор вводили в струю металла в ковш и заливали форму сталью 110Г13Л и 40Л.
Для сопоставления предлагаемого способа со способом-прототипом приготовили модификатор следующего состава, мас.%:
Порошок оксидов
редкоземельных металлов 50
Порошок силико- кальция СК25 50 и вводили в ковш под струю металла при 1520±20оС в количестве 1-3 кг/т модификатора.
Порошок оксидов
редкоземельных металлов 50
Порошок силико- кальция СК25 50 и вводили в ковш под струю металла при 1520±20оС в количестве 1-3 кг/т модификатора.
Для оптимизации параметров способа приготовления модификаторы и сопоставления с результатами, достигаемыми по прототипу, выполнили серию опытных плавок, в которых при 1520оС вводили модификатор под струю расплава. При приготовлении модификатора варьировали соотношением между компонентами и технологическими параметрами его изготовления. Испытания образцов на растяжение, изготовленных по ГОСТ 1497-70, проводили на машине УМЭ-10Т. Для испытаний на ударную вязкость использовали образцы, выполненные по ГОСТ 9454-60. Результаты испытаний приведены в табл.2 и 3.
Проведенные опыты показали (табл.2, 3), что оптимальные результаты получаются при использовании смеси, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Порошок оксидов
редкоземельных металлов 10-80
Порошок силико- кальция 20-80
Порошок фторида кальция Остальное После чего до 80% полученной шихты спекают при 25-890оС; 10-80% - при 900-1100оС; 10-85% - при 1110-1250оС, а спеченные заготовки объединяют.
Порошок оксидов
редкоземельных металлов 10-80
Порошок силико- кальция 20-80
Порошок фторида кальция Остальное После чего до 80% полученной шихты спекают при 25-890оС; 10-80% - при 900-1100оС; 10-85% - при 1110-1250оС, а спеченные заготовки объединяют.
Использование предлагаемого способа приготовления модификатора обеспечивает по сравнению с известными:
повышение механических свойств изделия из обработанного сплава на 10-20%, что позволяет повысить срок службы изделия.
повышение механических свойств изделия из обработанного сплава на 10-20%, что позволяет повысить срок службы изделия.
Определяемый экономический эффект от использования предложенного способа рассчитывали из условия повышения механических свойств литых звеньев траков гусеничных машин из стали 110Г13Л в среднем на 15%, что равносильно в снижении потребности литых звеньев траков на 10%.
Для ПО ПТЗ это позволяет снизить объем литья из высокомарганцевой стали на 800 т.
Claims (1)
- СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРИКЕТОВ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ, включающий приготовление шихты смешиванием порошков оксидов редкоземельных металлов и силикокальция, прессование шихты и последующее спекание, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности модифицирования, в шихту дополнительно вводят фторид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Порошок оксидов редкоземельных металлов 10 - 50
Порошок силикокальция 20 - 80
Порошок фторида кальция Остальное
причем до 80% полученной шихты спекают при 25 - 890oС, 10 - 80% при 900 - 1100oС, а 10 - 85% при 1110 - 1250oС, спеченные заготовки объединяют.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4932683 RU2017583C1 (ru) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | Способ получения брикетов для модифицирования сталей и сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4932683 RU2017583C1 (ru) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | Способ получения брикетов для модифицирования сталей и сплавов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017583C1 true RU2017583C1 (ru) | 1994-08-15 |
Family
ID=21572644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4932683 RU2017583C1 (ru) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | Способ получения брикетов для модифицирования сталей и сплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2017583C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2231571C1 (ru) * | 2002-12-24 | 2004-06-27 | ООО "Сорби стил" | Смесь для раскисления и модифицирования стали |
| RU2447176C2 (ru) * | 2010-02-08 | 2012-04-10 | Руслан Гизарович Миннеханов | Модификатор для стали |
| RU2447177C1 (ru) * | 2010-11-26 | 2012-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт | Способ получения модификатора для никелевых сплавов |
-
1991
- 1991-02-27 RU SU4932683 patent/RU2017583C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1515532, кл. B 22F 3/14, 1989. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2231571C1 (ru) * | 2002-12-24 | 2004-06-27 | ООО "Сорби стил" | Смесь для раскисления и модифицирования стали |
| RU2447176C2 (ru) * | 2010-02-08 | 2012-04-10 | Руслан Гизарович Миннеханов | Модификатор для стали |
| RU2447177C1 (ru) * | 2010-11-26 | 2012-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт | Способ получения модификатора для никелевых сплавов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4799955A (en) | Soft composite metal powder and method to produce same | |
| JPH0261531B2 (ru) | ||
| US3591367A (en) | Additive agent for ferrous alloys | |
| US2964397A (en) | Copper-boron alloys | |
| RU2017583C1 (ru) | Способ получения брикетов для модифицирования сталей и сплавов | |
| JP2800137B2 (ja) | ベータ２１ｓチタンをベースにした合金用母合金及び、該母合金の製造方法 | |
| US7361205B2 (en) | Method for production of metallic elements of high purity such as chromes | |
| US2315302A (en) | Process of manufacturing shaped bodies from iron powders | |
| US4179287A (en) | Method for adding manganese to a molten magnesium bath | |
| RU2015850C1 (ru) | Способ изготовления резистивных мишеней | |
| US3203781A (en) | Method of producing dispersion-hardened metal alloys | |
| US3393996A (en) | Treating agent for ferrous metals | |
| US5951737A (en) | Lubricated aluminum powder compositions | |
| JP2749165B2 (ja) | ＴｉＡ▲ｌ▼基複合材料およびその製造方法 | |
| SU1650746A1 (ru) | Способ получени лигатур дл алюминиевых сплавов | |
| JPH0635602B2 (ja) | アルミニウム合金焼結鍛造品の製造方法 | |
| JPS5819722B2 (ja) | コウミツドシヨウケツコウ ノ セイゾウホウホウ | |
| JPS6046170B2 (ja) | 鉄粉末の液相焼結に用いる銅合金 | |
| JPS58722B2 (ja) | 高速度鋼粉末の還元焼結方法 | |
| US1065855A (en) | Process of manufacturing alloys. | |
| JPS6115144B2 (ru) | ||
| SU515821A1 (ru) | Лигатура | |
| JPH03504742A (ja) | 耐摩耗性表面を有するサンドイッチ製品の製法 | |
| JPH0125368B2 (ru) | ||
| JPS645083B2 (ru) |