SU1222700A1 - Сплав дл легировани стали - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке составов ванадийсодержащих сплавов дл  легировани  стали.

Целью изобретени   вл етс  получение высокого содержани  азота в сплаве в литом состо нии, а также повышение-степени усвоени  легирующих элементов в стали.

По сравнению с известным в предлагаемом сплаве интервалы значений углерода и кремни  сужены, отсутствует алюминий, содержание ванади  выше, а углерода ниже.

Предложенное соотношение ингредиентов обусловливает высокую нитридо- обр зующую способность сплава, что позвол ет насыщать его азотом путем продувки газообразным исходного сплава в жидком состо нии и получить азотсодержащий сплав в литом виде. Азотирование сплава в жидком виде упрощает аппаратурное оформлени процесса азотировани .

Готовый продукт представл ет собой литой компактный материал.

Сплавы данного состава (безазотистые ) выплавл ют в 50 кг электродуговой печи силикотермическим восстановлением элементов из шихты, вклю- чающей техническую п тиокись ванади  окись хрома, металлический марганец, крист°аллический кремний, железную стружку (марки МЖ) и известь.

Жидкий металл продувают в футерованных изложницах через пористое днище азотом в процессе озслаждени  сплава от температуры разливки 1760- 1780°С до полной кристаллизации слитка .

Составы полученных сплавов приведены в табл.1. Дл  сравнение получен сплавы 1,2 и 3, вз тые в качестве известных , и сплавы А и 8, у которых соотношение компонентов выходит за указанные пределы.Сплавы 1 и 2 получены путем предварительного.измельчени  до фракции -0,2 мм и последующего твердофазного насыщени  их азо- том при 1200 С. Сплавы 3-8 получены путем жидкофазного насыщени  азотом.

Наиболее благопри тное вли ние. на степень насыщени  сплава азотом оказьгоает ванадий, затем марганец и хром. Углерод, кремний и алюминий. снижают нитридообразующую способность сплава. Верхний предел по содержанию азота в сплаве может быть

S

0

достигнут при максимальном содержании в нем ванади  и минимальном углероде (сплав 9).

В известных сплавах ,(1,2 и 3)требуема  концентраци  азота может быть достигнута только путем твердофазного насьщени . Готовый продукт при этом в процессе насыщени  азотом не спекаетс  и представл ет собой порошкообразный материал фракции -0,2 мм,

При этом в литом азотированном сплаве известного состава (сплав 3), а также сплаве 4 не может быть достигнута требуема  концентраци  азота и она составл ет всего 0,4% дл  сплава 3 и 0,5% дл  сплава 4. Это обсто тельство не позвол ет использовать указанные сплавы дл  легировани  стали.

Таким образом, предложенный сплав (5-8) в отличие от известного может быть изготовлен в литом виде и представл ет собой компактный материал плотностью 6,8-7,2 г/см и с т.пл, 5 1380-1460 С, который при легировании стали погружаетс  в металл.

Пределы содержани  указанных ко понентов найдены опытным путем и  вл ютс  .оптимальными.

При: содержании ванади  менее 35,1% нитридообразующа  способность сплава резко снижаетс  и требуемое количество азота не может быть достигнуто путем жидкофазного насьщени . При содержании ванади  более 55% сплав становитс  тугоплавким и утрачивает жид- коподвижность, что затрудн ет его. продувку, не позвол ет получать однородный по составу металл и неизбежно приводит к снижению степени усвоени  легирующих элементов в процессе легировани .

0

5

0

Присутствие марганца в сплаве в указанных пределах необходимо как с точки зрени  легировани  стали марганцем , так и защиты ванади  от окислени , так как марганец в присутствии кремни   вл етс  раскислите- лем. Кроме того, марганец в значи- тельной степени повышает нитридообразующую способность сплава, однако при содержании марганца в сплаве выше 40% снижаетс  активность ванади , при этом концентраци  марганца в ста- ,пи становитс  вьше допустимой.;

Кремний при содержании его в сплаве в количестве 0,5-15,0% значительно снижает угар ванади  при легироваНИИ , кроме того, придает сплаву хрупкость .и понижает температуру плавлени  .

Высокое содержание кремни  в сплаве (более 15%) нежелательно ввиду снижени  активности азота. Снижение концентрации кремни  в сплаве менее 0,5% приводит к повышенному угару ванади  при легировании,

Углерод в указанных пределах оказывает полезное действие, повыша  хрупкость сплава и снижа  температуру плавлени . Однако содержание его в количестве 0,5% и более недопустимо ввиду резкого снижени  концентрации азота в сплаве. Кроме того, сужаетс  область применени  сплава ввиду ограниченного содержани  углерода в стали.

Снижение концентрации углерода в сплаве менее 0,01% нецелесообразно ввиду уменьшени  хрупкости сплава и потери жидкоподвижности, а также ввиду технологических трудностей нй  такого сплава

При исследовании усвоени  легирующих элементов полученных сплавов в

227004

процессе легировани  ими азотсодержащей стали марки 14ГССА Ф (трубна  сталь дл  газопроводов в северном исполнении) вы влено, что с пониже- 5 нием содержани  азота в сплаве его усво емость в стали возрастает (табл.2).

При содержании азота в сплаве ме- ; нее 1 % не достигаетс  требуема  его кон- 10 центраци  в стали, в св зи с этим

сплавы 3 и 4 не использованы дл  ле- .гировани  данной марки стали.

Как видно из табл.2, усво емость ванади  и других элементов в процес- J5 се легировани  стали значительно выше при использовании предложенного сплава в сравнении с известным.

Таким образом, использование изобретени  позвол ет упростить технологию 20 получение сплава (может быть получен путем жидкофазного насыщени  сплава азотом).улучшить его технологические свойства (компактный азотсодержащий ванадиевый сплав, получают в литом 25 виде, при легировании стали погружаетс  в металл), а также повысить степень усвоени  легирующих элементов .

r

f4

«n

(

fO

VD

Ч

ГО

to

к

m

vO

o

t

m

:r

ГО

rsi

vO

чО-,

in lO

о

чО

О

«ч

О

о о

«ч

о

о т

ONfO

ON О О

Ш

ON

О О ГО- ел чОГ

О

CN)

о

О

о

А

in

- см

v)

1Л CPi

О О

vO

о

ON

Сч

00 о

го

00

4f ю

CS

ю

ON

fo т

1Л

а

а

СУ1

00

ON

00

о

N

00

( о

ъ

о

го

о о

г ел о о

со

о о

1Л О

Ш О

О

п

о

- in

in vD

О о

inчО

Оо

оо

rt tо

m «

о п

.U

ш &

CN

1

CSI

г

чО

Г

р

ON

- - о

о к

о   «а п «

in

ON

о г

о о

t X tt (U

§1

е ч ж

Claims (1)

1. СПЛАВ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержащий ванадий, марганец, кремний, хром, углерод, азот и железо, отличающийся тем, что, с целью получения высокого содержания азота в литом состоянии, а также повышения степени усвоения легирующих элементов встали, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

   Ванадий 35,1-55,0 Марганец 0,5-40,0 Кремний 0,5-14,0 Хром 0,01-5,0 Углерод 0,01-0,49 Азот 1:0-3,9 Железо Остальное

   <1 о о

   1 η