SU1126622A1 - Сплав дл раскислени модифицировани и микролегировани рельсовой стали - Google Patents

Abstract

СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ, МОДИФЩЩРОВАЙИЯ И МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, содержащий марганец, кремний, титан, магний, углерод и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  ударной в зкости и снижени  окисленности стали, он дополнительно содержит кальций и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Марганец 30-70 Кремний 10-40 Титан 1,5-4,3 Магний 0,7-2.8 Углерод 0,1-3,0 Кальций 0,5-2,7 Алюминий 0,3-2,1 Железо Остальное

Description

Изобретение относитс  к металлур гии, в частности к разработке составов сплавов дл  раскислени , моди фировани  и микролегировани  рельсо вой стали. Известен сплав 1 J, содержащий, мас.%: Кремний10-25,0 Титан - 3-20,0 Углерод1-2,0 ЖелезоОстальное При использовании указанного спл ва в стали образуютс  включени  неблагопри тной формы, а также большо количество включений нитридов и кар бонитридов титана, отрицательно вли ющих на эксплуатационную стойкость рельсовой стали, особенно работающи при циклическом нагружении. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  сплав 1,2 дл  раскислени , модифицировани  и микролегировани  стали, содержащи мае.%: 30-60,0 Марганец 10-40,0 Кремний 3-20,0 2-10,0 Магний 0,1-3,0 Углерод Железо Остальное При использовании известного сплава дл  обработки стали она имеет недостаточную ударную в зкость, а также повьшенную окисленность. Целью изобретени   вл етс  повышение Ударной в зкости и снижение окисленности стали. Указанна  цель достигаетс  тем, что сплав дл  раскислени , модифици ровани  и микролегировани  рельсово стали, содержащий марганец, кремний титан, магний, углерод и железо, дополнительно содержит кальций и ал миний при следукщем соотношении ком понентов, мас.%: Марганец 30-70 Кремний10-40 Титан1,5-4,3 Магний0,7-2,8 Углерод0,1-3,0 Кальций0,5-2,7 Алюминий0,3-2,1 ЖелезоОстальное В св зи с наличием в сплаве каль ци  и алюмини  включени , образующи с  в процессе раскислени , модифицировани  и микролегировани  стали предлагаемым сплавом, относ тс  к системе CaO-Ti02 -5iO,2-A.,Oj-HgO, температура плавлени  которой равна 1215-1370°С. Эти включени  в расплавленной стали хорошо коалесцируют и удал ютс  из металла. Ввод ашюмини  в сталь позвол ет повысить ударную в зкость металла в термообработанном состо нии. Содержание марганца, кремни  и углерода в сплаве-прототипе находитс  практически в оптимальных пределах . Поэтому в предложенном сплаве лишь несколько увеличили верхний предел содержани  марганца дл  повыше-, ни  плотности сплава и, соответственно , улучшени  усвоени  его сталью. При содержании титана в сплаве ниже 1,5% сталь будет недораскисленной и не обеспечатс  требуемые механические свойства. При содержании . титана в сплаве более 4,3% в стали по вл ютс  нитриды и карбонитриды титана, выт гивающиес  при прокатке в строчки, которые снижают эксплуатационную стойкЬсть проката. Дл  изменени  природы включений в стали, снижени  Температуры их плавлени , получени  включений благопри тной глобул рной формы содержание кальци  и магни  в сплаве должно быть не менее соответственно 0,5 и 0,7%. При содержании в сплаве кальци  более 2,7% и магни  более 2,8% ухудшаютс  экологические услови  в сталеплавильных цехах, так как температура кипени  кальци  и магни  ниже температуры плавлени  стали , поэтому избыточные их количества испар ютс  и загр зн ют атмосферу. I Содержание алюмини  в сплаве должно , быть не менее 0,3% дл  создани  в .стали облака кислоторастворимого алюмини , измельчени  природного зерна и улучшени  ударной в зкости термоупрочненных рельсов. При содержании в сплаве алюмини  более 2,1% в стали по вл ютс  строчки глинозема и алюмосиликатов, отрицательно вли ющие на .эксплуатационную стойкость и надежность рельсов. Дл  определени  вли ни  предлагаемого сплава на ударную в зкость стали и загр зненность ее неметаллическими включени ми готов т 5 сплавов с граничными и оптимальными соотношени ми всех ингредиентов.

Дл  обеспечени  сопоставительного анализа с прототипом готов т сплав с известным оптимальным соотношением ингредиентов (см. табл. 1).

Характеристика химического соста- на полученных сплавов приведена в табл. 1.

Сплавы получают сплавлением силикомарганца или ферросилици  и высокопроцентного ферромарганца с отходами титана в индукционной печи. Алюминий ввод т на струю расплава в процессе выпуска его в ковш. Силикокальций и магний ввод т в расплав, находившийс  в ковше, с помощью штанг.

Сплавы опробовают при производстве рельсовой стали марки М76. Сталь выправл ют в дуговой электропечи ДСН-0,5. По достижении углерода 0,660 ,68% сталь раскисл ют в печи силикомарганцем в количестве 6 кг/т стали. При 1570-1580°С плавку выпускают, В ковше металл раскисл ют предлагаемыми сплавами в количестве 5-10 кг/т стали.

Дл  получени  требуемого содержани  марганца в стали при применении

сплава-прототипа в печь дополнительно ввод т 5-7 кг/т силикомарганца. Кроме того, так как указанный сплав ввод т в ограниченном количестве 1,5-3 кг/т в св зи с высоким содержанием в нем титана, fo в ковш дополнительно присаживают ферросилиций дл  получени  требуемого содержани  кремни  в стали.

Сталь разливают в слитки массой 50 кг, которые прокатывают на квадрат 56x56 мм. .

Заготовки подвергают термической обработке - закалке в масле.

Показатели качества полученной стали приведены в табл. 2.

Применение предлагаемого состава сплава дл  обработки стали обеспечивает повьш1ение ударной в зкости в 1,2-1,4 раза и снижение суммарной загр зненности стали окисными включени ми .

Годовой экономический эффект от внедрени  предложенного сплава составит 2,6 млн.руб.

Сплав

Si Ti Mg Са С Ad Fe

Мп

Пред- 1 28 лагае- мый 2 30

355

470 572

Из- 6 45

вестный

Таблица 1

Содержание элементов, мае.%

Остальное

ч

0,0108

10,34

0,0084 0,0078

30,44 0,0099

40,39 0,0118

50,36 0,0124

60,32

Таблица2

1,2

Нет 11

||

Claims (1)

1. СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ, МОДИФИЦИРОВАНИЯ И МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, содержащий марганец, кремний, титан, магний, углерод и железо, о тли чающий с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости и снижения окисленности стали, он дополнительно содержит кальций и алюминий при следующем соотношении компонентов, мае.%: Марганец Кремний Титан Магний Углерод Кальций Алюминий Железо

   30-70

   10-40

   1,5-4,3 0,7-2,8 0,1-3,0 0,5-2,7 0,3-2,1 Остальное >