RU2196187C1 - Method of producing alloy with free and fixed carbon - Google Patents
Method of producing alloy with free and fixed carbon Download PDFInfo
- Publication number
- RU2196187C1 RU2196187C1 RU2001110770/02A RU2001110770A RU2196187C1 RU 2196187 C1 RU2196187 C1 RU 2196187C1 RU 2001110770/02 A RU2001110770/02 A RU 2001110770/02A RU 2001110770 A RU2001110770 A RU 2001110770A RU 2196187 C1 RU2196187 C1 RU 2196187C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon
- melt
- cooling
- alloy
- iron
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения сплавов на основе железа и углерода, и может быть использовано при производстве изделий, сочетающих повышенную прочность и пластичность и способных к изменению физико-механических свойств после окончания формовки или изготовления конструктивных элементов и изделий. The invention relates to metallurgy, in particular to methods for producing alloys based on iron and carbon, and can be used in the manufacture of products combining increased strength and ductility and capable of changing physical and mechanical properties after molding or manufacturing of structural elements and products.
Известен способ получения сплава, содержащего дисперсный углерод в форме графита отжига и отсутствием в его составе углерода, связанного с железом. [Японский патент PCT/J95/00276). Способ включает охлаждение водой стального прутка непосредственно после горячей прокатки со скоростью 5-100oС/сек с последующим естественным охлаждением и графитизацией при температуре нагрева 600-720oС в течение 10-28 часов. Известный способ отличается сложностью технологического процесса и требует повышенных затрат.A known method of producing an alloy containing dispersed carbon in the form of graphite annealing and the absence in its composition of carbon associated with iron. [Japanese Patent PCT / J95 / 00276). The method includes water cooling of a steel bar immediately after hot rolling at a speed of 5-100 o C / sec, followed by natural cooling and graphitization at a heating temperature of 600-720 o C for 10-28 hours. The known method is characterized by the complexity of the process and requires increased costs.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки сплава на основе железа, содержащего свободный и связанный углерод, включающий выплавку низкоуглеродистого полупродукта с использованием в качестве металлошихты железа прямого восстановления или чугуна в количестве 75-100%, перегрев его выше температуры ликвидус на 20-70oС, выпуск расплава, науглероживание сажей с размером частиц 10-5-10-7 см, вводимой в расплав в количестве 0,01-2,14% при выпуске, и/или доводке, и/или разливке, раскисление элементами, сродство которых равно или больше сродства алюминия к кислороду в количестве 0,05-3%, доводку, кристаллизацию и обработку сплава давлением (патент РФ 2135617).The closest to the claimed technical essence and the achieved result is a method of smelting an iron-based alloy containing free and bound carbon, including the smelting of low-carbon intermediate using direct reduction iron or cast iron in the amount of 75-100%, overheating it above liquidus temperature 20-70 o C, the release of the melt, carbonization of soot with a particle size of 10 -5 -10 -7 cm, introduced into the melt in an amount of 0.01-2.14% during the release, and / or lapping, and / or casting, deoxidation of e substances whose affinity is equal to or greater than the affinity of aluminum to oxygen in the amount of 0.05-3%, lapping, crystallization and processing of the alloy by pressure (RF patent 2135617).
Недостатком известного способа является отсутствие регламентации режима охлаждения сплава в жидком и затвердевшем состоянии. При недостаточной скорости охлаждения жидкого сплава до температуры солидус время пребывания сплава в жидком состоянии увеличивается, вследствие чего часть дисперсных частиц углерода успевает раствориться в жидком железе. При этом уменьшается число зародышей углерода, являющихся центрами кристаллизации. В свою очередь это приводит к получению металла с более крупнозернистой структурой, обладающего пониженными вязкостными и пластическими свойствами. The disadvantage of this method is the lack of regulation of the cooling mode of the alloy in liquid and solidified state. If the cooling rate of the liquid alloy to the solidus temperature is insufficient, the residence time of the alloy in the liquid state increases, as a result of which part of the dispersed carbon particles has time to dissolve in the liquid iron. In this case, the number of carbon nuclei, which are crystallization centers, decreases. In turn, this leads to the production of a metal with a coarser-grained structure, which has reduced viscosity and plastic properties.
Другим существенным недостатком этого способа является неконтролируемое развитие процесса перехода углеродных частиц в раствор с жидким железом, получение в результате этого увеличение степени колебаний соотношения свободного и связанного углерода и выход значения этой величины за рекомендуемые пределы, равные 0,01-20. Another significant drawback of this method is the uncontrolled development of the process of transition of carbon particles into a solution with liquid iron, resulting in an increase in the degree of fluctuation of the ratio of free and bound carbon and the output of this value beyond the recommended limits of 0.01-20.
При недостаточной скорости охлаждения сплава после его затвердевания в области твердого состояния, то есть ниже температуры солидус, наблюдается переход части наиболее мелких частичек углерода в химическое соединение с железом и образование в структуре затвердевшего сплава цементита Fе3С. Последний, обладая высокой твердостью, упрочняет металлическую ферритную матрицу, затрудняя деформацию сплава. Кроме того, преждевременный переход части свободного углерода в связанное с железом состояние сужает возможности регулирования их соотношения в требуемом интервале и затрудняет достижение в сплаве сочетания высокой прочности и высокой пластичности.At an insufficient cooling rate of the alloy after its solidification in the solid state region, i.e., lower than the solidus temperature, a transition of part of the smallest carbon particles to a chemical compound with iron and the formation of cementite Fe 3 С in the structure of the hardened alloy are observed. The latter, having high hardness, strengthens the metal ferrite matrix, hindering the deformation of the alloy. In addition, the premature transition of a part of free carbon to the iron bound state narrows the possibilities of controlling their ratio in the required interval and makes it difficult to achieve a combination of high strength and high ductility in the alloy.
Технической задачей предлагаемого изобретения является сохранение в процессе разливки и кристаллизации постоянного содержания углеродных частиц и соотношения количества свободного и связанного углерода в сплаве за счет предотвращения (подавления) растворения частиц углерода в жидком сплаве и образования цементита в твердом металле после охлаждения его ниже температуры солидус. The technical task of the invention is to maintain a constant content of carbon particles and the ratio of the amount of free and bound carbon in the alloy during casting and crystallization by preventing (suppressing) the dissolution of carbon particles in the liquid alloy and the formation of cementite in the solid metal after cooling it below the solidus temperature.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе выплавки сплава на основе железа, содержащего свободный и связанный углерод, включающий выплавку низкоуглеродистого полупродукта с использованием в качестве металлошихты железа прямого восстановления и/или чугуна в количестве 75-100%, перегрев его выше температуры ликвидус на 20-70oС, выпуск расплава, науглероживание сажей с размером частиц 10-5-10-7 см, вводимой в расплав в количестве 0,01-2,14 %, при выпуске, и/или доводке, и/или разливке, раскисление элементами, сродство которых равно или больше сродства алюминия к кислороду в количестве 0,05-3%, доводку, кристаллизацию и обработку сплава давлением, в котором охлаждение расплава в процессе разливки и кристаллизации до температуры 1147oС ведут со скоростью более 10 градусов в минуту, а дальнейшее (последующее) охлаждение до температуры, равной и/или большей 723oС, производят со скоростью, равной и/или меньшей 5 градусов в минуту.The problem is solved in that in the known method of smelting an alloy based on iron containing free and bound carbon, comprising the smelting of a low-carbon intermediate using direct reduction and / or cast iron in the amount of 75-100% as a metal charge, overheating it above liquidus temperature by 20-70 o C, the release of the melt, carbonization of soot with a particle size of 10 -5 -10 -7 cm, introduced into the melt in an amount of 0.01-2.14%, during the release, and / or lapping, and / or casting, deoxidation by elements whose affinity is equal to or b more than the affinity of aluminum to oxygen in the amount of 0.05-3%, refinement, crystallization and processing of the alloy by pressure, in which the melt is cooled during casting and crystallization to a temperature of 1147 o C at a rate of more than 10 degrees per minute, and further (subsequent) cooling to a temperature equal to and / or greater than 723 ° C. is carried out at a rate equal to and / or less than 5 degrees per minute.
Способ, в котором в процессе охлаждения сплава производят его выдержку при температуре солидус в течение 0,5-60 мин. A method in which, during cooling of an alloy, it is held at a solidus temperature for 0.5-60 minutes.
В процессе разливки и кристаллизации охлаждение расплава в интервале от температуры нагрева жидкого металла до температуры, равной или большей 1147oС, ведут со скоростью более 10oС в минуту, а последующее охлаждение до температуры, равной или большей 723oС, производят со скоростью, равной и/или меньшей 5oС в минуту.During casting and crystallization, the cooling of the melt in the range from the temperature of heating the liquid metal to a temperature equal to or greater than 1147 ° C is carried out at a rate of more than 10 ° C per minute, and subsequent cooling to a temperature equal to or greater than 723 ° C is carried out at a rate equal to and / or less than 5 o C per minute.
Эффективность предлагаемого решения возрастает (усиливается), если при достижении температуры солидус сплава производят его выдержку в течение 0,5-60 мин, обеспечивая за счет этого лучшее сохранение углеродных частиц, находящихся в металле, и предотвращая образование цементита. The effectiveness of the proposed solution increases (increases) if, when the temperature is reached, the solidus of the alloy is aged for 0.5-60 minutes, thereby ensuring better conservation of the carbon particles in the metal, and preventing the formation of cementite.
Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемое решение отличается регламентацией режимов охлаждения жидкого и затвердевшего металла. Согласно этому жидкий сплав в целях сохранения в нем постоянства содержания взвешенных твердых частиц углерода и соотношения свободного и связанного углерода необходимо охлаждать со скоростью более 10oС в минуту. После затвердевания в области температур ниже температуры солидус охлаждение сплава наоборот следует вести с пониженной скоростью - не более 5oС в минуту. Благодаря этому система Fe-C приближается к равновесному состоянию и удаляется дальше от метастабильного состояния, способствующего переходу свободного углерода в связанное с железом состояние - цементит. Отсюда следует, что предложенное техническое решение соответствует критерию изобретения - "новизна".A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows that the claimed solution differs in the regulation of the cooling modes of liquid and hardened metal. According to this, the liquid alloy in order to maintain a constant content of suspended carbon particles in it and the ratio of free and bound carbon must be cooled at a speed of more than 10 o C per minute. After solidification in the temperature range below the solidus temperature, cooling of the alloy, on the contrary, should be carried out at a reduced speed - not more than 5 o C per minute. Due to this, the Fe – C system approaches the equilibrium state and moves further from the metastable state, which facilitates the transition of free carbon to the state associated with iron — cementite. It follows that the proposed solution meets the criteria of the invention is "novelty."
Сравнительный анализ заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями показал, что способы получения сплавов, содержащих свободный и связанный углерод, известны. Известные способы основаны на принципе использования в качестве исходного материала железоуглеродистого расплава, в котором углерод находится в растворе железа. После затвердевания жидкого расплава железо и углерод образуют химическое соединение - цементит. Следовательно, известные способы позволяют получать железоуглеродистые сплавы, содержащие углерод в связанном состоянии. Перевод углерода в свободное состояние достигается только после окончания процесса выплавки, разливки, обработки давления за счет термической обработки, а именно отжига сплава, когда цементит распадается с образованием вторичного углерода (графита отжига). A comparative analysis of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions showed that methods for producing alloys containing free and bound carbon are known. Known methods are based on the principle of using iron-carbon melt, in which carbon is in a solution of iron, as a starting material. After solidification of the liquid melt, iron and carbon form a chemical compound - cementite. Therefore, the known methods allow to obtain iron-carbon alloys containing carbon in a bound state. The transfer of carbon to the free state is achieved only after the process of smelting, casting, pressure treatment due to heat treatment, namely annealing of the alloy, when cementite decomposes with the formation of secondary carbon (annealing graphite).
Предлагаемое техническое решение основано на другом принципе - вводе в жидкий металл частиц дисперсного углерода и формировании вместо однофазной двухфазного состояния системы железо-углерод и сохранении состояния углерода как в жидком, так и твердом металле на протяжении всего технологического цикла - от ввода углерода до изготовления изделия. В этом состоит отличие заявляемого способа от известных. The proposed technical solution is based on another principle - introducing dispersed carbon particles into a liquid metal and forming an iron-carbon system instead of a single-phase two-phase state and maintaining the state of carbon in both liquid and solid metal throughout the entire technological cycle - from carbon input to manufacturing of the product. This is the difference between the proposed method from the known.
По сравнению с прототипом предлагаемое решение вводит режимы охлаждения сплава как в области его жидкого, так и твердого состояния, гарантируя тем самым стабильность состава двухфазной системы железо-углерод и сохранность частиц углерода в жидком и твердом металле при его разливке и затвердевании. Такие режимы в прототипе отсутствуют. Compared with the prototype, the proposed solution introduces alloy cooling modes both in the region of its liquid and solid state, thereby guaranteeing the stability of the composition of the two-phase iron-carbon system and the safety of carbon particles in liquid and solid metal during casting and solidification. Such modes in the prototype are absent.
Предлагаемые режимы (охлаждения) обеспечивают получение такого технического результата, при котором заявленная совокупность признаков соответствует критерию "изобретательский уровень". The proposed modes (cooling) provide such a technical result, in which the claimed combination of features meets the criterion of "inventive step".
Техническим результатом изобретения является сохранение содержания в сплаве углеродных частиц на неизменном уровне после их ввода в жидкий расплав, разливки и затвердевания. The technical result of the invention is to maintain the content of carbon particles in the alloy at a constant level after they are introduced into the molten liquid, casted and hardened.
Это позволяет сохранить относительную долю свободного и связанного углерода в сплаве неизменной на протяжении всего времени - от момента ввода до окончания деформации независимо от изменения температуры металла в ходе технологического цикла. This allows you to keep the relative fraction of free and bound carbon in the alloy unchanged throughout the entire time - from the moment of entry to the end of the deformation, regardless of the change in the temperature of the metal during the technological cycle.
Одновременно с этим достигается сохранение числа центров кристаллизации сплава в виде мельчайших частичек твердого углерода, являющихся естественными зародышами в процессе перехода металла из жидкого в твердое состояние. Благодаря этому структура затвердевшего металла получается однородной и мелкозернистой, сохраняя стабильность в пределах одной плавки и от плавки к плавке. At the same time, the number of crystallization centers of the alloy is maintained in the form of tiny particles of solid carbon, which are natural nuclei during the transition of a metal from a liquid to a solid state. Due to this, the structure of the hardened metal is homogeneous and fine-grained, while maintaining stability within the same heat and from heat to heat.
Техническим результатом является также подавление реакции дисперсных частиц углерода с железом в твердом состоянии сплава после его охлаждения ниже температуры солидус. Замедленное охлаждение способствует приближению системы железо-углерод к состоянию равновесия, позволяя тем самым подавить частично или полностью образование цементита - продукта реакции углерода и железа, свойственного системам, находящимся в метастабильном состоянии и охлаждающимся с повышенной скоростью. The technical result is also the suppression of the reaction of dispersed carbon particles with iron in the solid state of the alloy after it is cooled below the solidus temperature. Slow cooling helps bring the iron-carbon system closer to the equilibrium state, thereby partially or completely suppressing the formation of cementite, a product of the reaction of carbon and iron, which is characteristic of systems that are in a metastable state and cool at an increased rate.
Конечным техническим результатом изобретения является повышение стабильности конечного состава сплава по содержанию свободного углерода и соотношению свободного и связанного углерода в стали и улучшение на этой основе механических свойств и их стабилизации в пределах плавки и при переходе от одной к другой плавке. The final technical result of the invention is to increase the stability of the final alloy composition in terms of free carbon content and the ratio of free and bound carbon in steel and, on this basis, improve the mechanical properties and stabilize them within the melting range and during the transition from one to another melting.
Приведенные граничные значения параметров охлаждения при выплавке сплава основаны на экспериментальных данных и анализе диаграммы состояния железо-углерод. The presented boundary values of the cooling parameters during alloy smelting are based on experimental data and analysis of the iron-carbon state diagram.
Если скорость охлаждения жидкого сплава до температуры солидус равна и/или меньше 10oС в минуту, то время нахождения расплава и взвешенных в нем дисперсных частиц получается большим и наблюдается частичное растворение углерода в жидком сплаве. Это нарушает соотношение свободного и связанного углерода в конечном металле и уменьшает число центров кристаллизации. Последнее приводит к увеличению размера зерна в затвердевшем металле, ухудшая его структуру и механические свойства. Одновременно с этим переход части свободного углерода в раствор с железом увеличивает количество цементита, образующегося после затвердевания металла. Это упрочняет металлическую матрицу и увеличивает усилия деформации. Кроме того, уменьшение доли свободного углерода с одновременным увеличением доли связанного углерода затрудняет получение требуемого сочетания вязкости и пластичности в готовом металле.If the cooling rate of a liquid alloy to a solidus temperature is equal to and / or less than 10 ° C. per minute, then the residence time of the melt and the dispersed particles suspended in it is large and partial dissolution of carbon in the liquid alloy is observed. This violates the ratio of free and bound carbon in the final metal and reduces the number of crystallization centers. The latter leads to an increase in grain size in the hardened metal, worsening its structure and mechanical properties. At the same time, the transition of part of the free carbon to a solution with iron increases the amount of cementite formed after the solidification of the metal. This strengthens the metal matrix and increases the strain forces. In addition, a decrease in the fraction of free carbon with a simultaneous increase in the fraction of bound carbon makes it difficult to obtain the desired combination of viscosity and ductility in the finished metal.
Предлагаемая величина - охлаждение металла в области температур ликвидус-солидус со скоростью, равной и/или большей 10oС в минуту, позволяет полностью сохранить содержание в сплаве свободного углерода, получить однородную однотипную мелкозернистую структуру в готовом сплаве, достичь повышенной пластичности и вязкости одновременно с высокой прочностью материала.The proposed value is cooling the metal in the liquidus-solidus temperature range at a rate equal to and / or greater than 10 o C per minute, it allows you to completely save the content of free carbon in the alloy, to obtain a uniform homogeneous fine-grained structure in the finished alloy, to achieve increased ductility and viscosity simultaneously with high strength material.
Значение температуры ликвидус 1147oС отвечает содержанию растворенного в железе углерода 2,14% и более. Из всех возможных значений температуры ликвидус железоуглеродистых сплавов она является минимальной. С уменьшением содержания углерода ее значение увеличивается и достигает 1539oС для чистого железа.The liquidus temperature value of 1147 o С corresponds to the content of carbon dissolved in iron 2.14% or more. Of all the possible values of the liquidus temperature of iron-carbon alloys, it is the minimum. With a decrease in carbon content, its value increases and reaches 1539 o With pure iron.
Охлаждение сплава со скоростью, равной и/или меньшей 5oС в минуту, в диапазоне температура "ликвидус" - 723 oС выбрано из следующих соображений. Если скорость охлаждения принять выше 5oС в минуту, то ускоренное охлаждение частично или полностью прекращает кристаллизацию углерода в виде графита и приводит к образованию цементита. Это повышает прочностные свойства сплава и требует более высоких усилий деформации. Кроме того, нарушается соотношение свободного и связанного углерода в сплаве. В свою очередь это препятствует получению оптимального сочетания вязкостно-пластических и прочностных свойств в конечном металле и готовой металлопродукции. Поэтому превышение этого предела скорости охлаждения нежелательно.The cooling of the alloy at a speed equal to and / or less than 5 o C per minute, in the range of the liquidus temperature - 723 o With selected from the following considerations. If the cooling rate is taken above 5 o C per minute, then accelerated cooling partially or completely stops the crystallization of carbon in the form of graphite and leads to the formation of cementite. This increases the strength properties of the alloy and requires higher deformation forces. In addition, the ratio of free and bound carbon in the alloy is violated. In turn, this prevents the optimal combination of viscous-plastic and strength properties in the final metal and finished metal products. Therefore, exceeding this limit of the cooling rate is undesirable.
При замедленном охлаждении - со скоростью 5oС в минуту и/или менее углеродные частицы сохраняются в неизменном состоянии, не образуя с железом цементита. Образующийся при этом сплав состоит из феррита и дисперсных углеродных включений. Металл при этом легко деформируется и штампуется. В этом случае достигается требуемое соотношение прочности и пластичности за счет регулирования доли свободного углерода, переводимого в карбидную фазу, упрочняющую металл без существенного снижения пластичности металлической основы. По этим причинам рациональным режимом охлаждения сплава в диапазоне температур 723o- солидус является охлаждение со скоростью 5oС в минуту и/или менее.With slow cooling - at a speed of 5 o C per minute and / or less, the carbon particles remain unchanged without forming cementite with iron. The alloy thus formed consists of ferrite and dispersed carbon inclusions. The metal is easily deformed and stamped. In this case, the required ratio of strength and ductility is achieved by controlling the fraction of free carbon transferred to the carbide phase, hardening the metal without significantly reducing the ductility of the metal base. For these reasons, the rational cooling mode of the alloy in the temperature range of 723 o - solidus is cooling at a speed of 5 o C per minute and / or less.
Значение температуры 723oС соответствует диаграмме состояния железо-углерод и отвечает образованию эвтектоида, состоящего из феррита и графита.The temperature value of 723 o With corresponds to the state diagram of iron-carbon and corresponds to the formation of a eutectoid, consisting of ferrite and graphite.
Выдержка в процессе охлаждения при температуре солидус, определяемой содержанием углерода в железе, в течение 0,5-60 мин определена на основе опытных и теоретических данных. Как известно, кристаллизация металла сопровождается выделением при температуре солидус скрытой теплоты плавления. Выделение этой теплоты уменьшает скорость охлаждения сплава, способствует сохранению углеродистых частиц и исключает их переход в цементит. При температуре солидус этот эффект проявляется в наибольшей степени. Поэтому выдержка при температурах выше или ниже температуры солидус менее эффективна. The exposure during cooling at a solidus temperature determined by the carbon content in iron for 0.5-60 minutes is determined on the basis of experimental and theoretical data. As is known, crystallization of a metal is accompanied by the release of latent heat of fusion at solidus temperature. The release of this heat reduces the cooling rate of the alloy, contributes to the conservation of carbon particles and eliminates their transition to cementite. At solidus temperature, this effect is manifested to the greatest extent. Therefore, exposure at temperatures above or below solidus is less effective.
Если время выдержки составляет менее нижнего предела (0,5 мин), то эффект влияния оказывается незначительным, так как скорость охлаждения при этом сохраняется практически неизменной и поэтому не оказывает какого-либо значительного влияния на процесс сохранения углерода в свободном состоянии. If the exposure time is less than the lower limit (0.5 min), then the effect of the effect is insignificant, since the cooling rate remains almost unchanged and therefore does not have any significant effect on the process of maintaining carbon in a free state.
При времени выдержки выше верхнего предела (60 мин) имеет место охлаждение наружных частей затвердевшего сплава. Для сохранения постоянства температуры на поверхности металла в этом случае требуется дополнительный нагрев. Это усложняет технологический процесс и увеличивает затраты. Указанные пределы 0,5-60 мин отвечают наилучшим технико-экономическим показателям. When the exposure time is above the upper limit (60 min), the external parts of the solidified alloy are cooled. To maintain a constant temperature on the metal surface in this case, additional heating is required. This complicates the process and increases costs. The indicated limits of 0.5-60 minutes correspond to the best technical and economic indicators.
Пример. Заявляемый способ осуществляли на печи Таммана. Выплавляли углеродистую сталь с содержанием углерода 0,49-0,52%. Example. The inventive method was carried out on a Tamman furnace. Smelted carbon steel with a carbon content of 0.49-0.52%.
В качестве исходных материалов использовали железо карбонильное, гранулированное по ТУ 14-1-1720275 следующего состава, мас.%: углерод 0,003, кремний 0,009, марганец 0,006, сера и фосфор - по 0,0015 каждого, а также технический углерод в виде сажи. Навеску карбонильного железа загружали в керамический тигель, расплавляли, нагревали выше температуры ликвидус на 30-70oС. Затем металл раскисляли сплавами на основе кальция до содержания кислорода не выше 0,005%. После раскисления в жидкий расплав железа вводили сажу. После этого печь выключали и производили охлаждение тигля с жидким металлом до момента затвердевания слитка. Скорость охлаждения варьировал от 8,7 до 25 град/мин. После окончания затвердевания печь вновь включали, регулируя за счет снижения мощности нагрева скорость охлаждения слитка. Температура слитков при этом изменялась от 1150 до 700oС со скоростью от 0,5 до 7,5 град/мин. Затем слитки охлаждали в воде, разрезали на темплеты и производили определение содержания свободного и связанного углерода, на основе полученных данных рассчитывали соотношение концентраций свободного и связанного углерода и определяли степень растворения свободного углерода в зависимости от условий охлаждения в интервале ликвидус-солидус и при температуре, равной или ниже 723oС.As starting materials, carbonyl iron granulated according to TU 14-1-1720275 of the following composition was used, wt.%: Carbon 0.003, silicon 0.009, manganese 0.006, sulfur and phosphorus - 0.0015 each, as well as carbon black in the form of soot. A portion of carbonyl iron was loaded into a ceramic crucible, melted, heated above the liquidus temperature by 30-70 o C. Then the metal was deoxidized with calcium-based alloys to an oxygen content of not higher than 0.005%. After deoxidation, carbon black was introduced into the molten iron. After that, the furnace was turned off and the crucible with liquid metal was cooled until the ingot solidified. The cooling rate ranged from 8.7 to 25 deg / min. After solidification was completed, the furnace was switched back on, controlling the ingot cooling rate by reducing the heating power. The temperature of the ingots in this case varied from 1150 to 700 o With a speed of 0.5 to 7.5 deg / min. Then the ingots were cooled in water, cut into templates and determined the content of free and bound carbon, based on the obtained data, the ratio of concentrations of free and bound carbon was calculated and the degree of dissolution of free carbon was determined depending on cooling conditions in the liquidus-solidus interval and at a temperature equal to or below 723 o C.
Результаты опытов представлены в таблице. Приведенные данные показывают, что заявляемые параметры по сравнению с известными позволяют резко снизить переход углерода из свободного в связанное состояние. The results of the experiments are presented in the table. The data show that the claimed parameters in comparison with the known can drastically reduce the transition of carbon from free to bound state.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001110770/02A RU2196187C1 (en) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Method of producing alloy with free and fixed carbon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001110770/02A RU2196187C1 (en) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Method of producing alloy with free and fixed carbon |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2196187C1 true RU2196187C1 (en) | 2003-01-10 |
| RU2001110770A RU2001110770A (en) | 2003-02-27 |
Family
ID=20248737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001110770/02A RU2196187C1 (en) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Method of producing alloy with free and fixed carbon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2196187C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494152C2 (en) * | 2011-10-12 | 2013-09-27 | Открытое акционерное общество "КАМАЗ" | Method of iron carbonisation by means of nano-structured carboniser |
-
2001
- 2001-04-24 RU RU2001110770/02A patent/RU2196187C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494152C2 (en) * | 2011-10-12 | 2013-09-27 | Открытое акционерное общество "КАМАЗ" | Method of iron carbonisation by means of nano-structured carboniser |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3478859B1 (en) | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant | |
| RU2449027C2 (en) | Additives reducing steel grain size, manufacturing methods and use | |
| EP3443130B1 (en) | Gray cast iron inoculant | |
| JP2003521582A (en) | Steel grain refining method, steel grain refining alloy and method for producing grain refining alloy | |
| EP1887090B2 (en) | Improved method of producing ductile iron | |
| JPH0239563B2 (en) | ||
| CN112159922B (en) | Gray cast iron inoculant and preparation method thereof | |
| CN108950120A (en) | A kind of cast iron silicon-lanthanum-strontium inovulant and preparation method thereof | |
| JP6254656B1 (en) | Method for producing hypoeutectic spheroidal graphite cast iron castings | |
| RU2196187C1 (en) | Method of producing alloy with free and fixed carbon | |
| JPH10158756A (en) | Method for molding semi-molten metal | |
| Koch et al. | Inoculation of grey and ductile iron | |
| JP6763377B2 (en) | Black core malleable cast iron and its manufacturing method | |
| US3762915A (en) | Method for casting gray cast iron composition | |
| JP2007327083A (en) | Spheroidal graphite cast iron and its production method | |
| JPH02147148A (en) | Production of case hardening steel product | |
| RU2019569C1 (en) | Process for manufacturing castings of white iron | |
| JPS5917184B2 (en) | As-cast pearlite terrestrial graphite cast iron | |
| JP4414950B2 (en) | Metal billet for semi-molten casting and method for producing metal billet for semi-molten casting | |
| US2706681A (en) | Alloy for addition to iron or steel | |
| RU1803461C (en) | Wear-resistant cast iron | |
| JPS60169505A (en) | Production of compact vermicular graphite cast iron | |
| SU1705395A1 (en) | Cast iron | |
| JPS626601B2 (en) | ||
| SU1668404A1 (en) | Modifying mixture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060425 |