SU1239153A1

SU1239153A1 - Method of producing high-manganese steel

Info

Publication number: SU1239153A1
Application number: SU843794556A
Authority: SU
Inventors: Валерий Федорович Меркулов; Валерий Михайлович Кунгуров; Игорь Вениаминович Зуев; Александр Иванович Луцкий; Геннадий Николаевич Косых; Владимир Иванович Терентьев; Владимир Степанович Цепелев; Андрей Олегович Кириченко; Евгений Павлович Калинушкин; Леонид Маркович Снаговский
Original assignee: Предприятие П/Я М-5481; Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority date: 1984-09-27
Filing date: 1984-09-27
Publication date: 1986-06-23

Description

Изобретение относитс к металлургии и может быть использовано при выплавке высокомарганцовистой стали в электропечах.The invention relates to metallurgy and can be used in the smelting of high manganese steel in electric furnaces.

Целью изобретени вл етс повьше- ние трещиноустойчивости и износостойкости стали, а также производительности электропечи. .The aim of the invention is to increase the crack resistance and wear resistance of steel, as well as the performance of an electric furnace. .

Сущность предлагаемого способа заключаетс в модифицировании металла элементами, образующими дополнительные центры кристаллизации, уменьшающие работу образовани зародьпией критического размера, в услови х, обеспечивающих получение гомогенной структуры.The essence of the proposed method consists in modifying the metal with elements that form additional crystallization centers, which reduce the work of the formation of nuclei of a critical size, under conditions ensuring a homogeneous structure.

При присадке в жидкую сталь азота в количестве 0,03-0,08% совместно с алюминием в количестве О,-005-0,060% и титаном в количестве 0,01-0,15% образуютс мелкодисперсные нитриды и карбонитриды этих элементов.При затвердевании металла они служат готовыми дополнительными центрами кристаллизации , что приводит к измельчению зерна аустенита и более равномерному распределению фосфидной эвтектики . Это, в свою чередь, приводит к повышению пластичности и трещиноустойчивости стали. Азот, наход щийс во включени х и в твердом растворе, повьшает твердость и износостойкость металла.When additive in the liquid steel of nitrogen in the amount of 0.03-0.08%, together with aluminum in the amount of 0.05-0.060% and titanium in the amount of 0.01-0.15%, finely dispersed nitrides and carbonitrides of these elements are formed. Upon solidification metal, they serve as additional centers of crystallization, which leads to the grinding of austenite grain and a more uniform distribution of phosphide eutectics. This, in turn, leads to increased ductility and crack resistance of steel. Nitrogen in inclusions and in solid solution increases the hardness and wear resistance of the metal.

При введении в жидкую сталь азота менее 0,03%, алюмини менее 0,005% и титана менее 0,01% нитриды и карбонитриды этих элементов не образуютс , что снижает трещиноустой чивость и износостойкость стали.With the introduction of nitrogen in liquid steel less than 0.03%, aluminum less than 0.005% and titanium less than 0.01%, nitrides and carbonitrides of these elements are not formed, which reduces the crack resistance and wear resistance of steel.

При введении в жидкую сталь азота более 0,08%, более 0,060% и титана более 0,15% увеличиваетс не количество нитридов и карбонитри дов этих элементов, а их размер, что также снижает трепщноустойчивость стали.When nitrogen is introduced into liquid steel by more than 0.08%, more than 0.060% and titanium more than 0.15%, not the amount of nitrides and carbonitrides of these elements, but their size, which also reduces the trembling resistance of the steel.

Нагрев металла вьпие температуры структурного превращени обеспечивает протекание необратимых изменений структуры Лсидкой .стали, привод щих к получению гомогенного расплава. Проведение операции модифицировани в этих услови х способствует более равномерному распределению азота, алюмини и титана в расплаве и осуществлению эффекта- модифицировани п:э всему объему металла. Это приводит к уменьшению анизотропии свойствHeating of the metal above the temperature of the structural transformation provides irreversible changes in the structure of Lsidkoy steel, resulting in a homogeneous melt. The operation of modifying in these conditions contributes to a more uniform distribution of nitrogen, aluminum and titanium in the melt and the implementation of the effect of modifying n: e the entire volume of the metal. This leads to a decrease in the anisotropy of the properties.

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5555

и к дополнительному увеличению тре- щиноустойч вости стали.and to an additional increase in the fracture toughness of steel.

Кроме того, нагрев до температуры вьше температуры структурного превращени расплава не требует таких значительных (220-ЗОО С) перегревов металла над точкой ликвидуса, что .приводит к повышению производительности электропечи и стойкости ее футеровки .In addition, heating to a temperature above the temperature of the structural transformation of the melt does not require such significant (220-ZOO C) overheating of the metal above the liquidus point, which leads to an increase in the performance of the electric furnace and the durability of its lining.

Осуществление нагрева металла по предлагаемому способу с использованием продувки его газообразным кислородом , с одной стороны, увеличивает скорость нагрева и дополнительно производительность электропечи, а,с другой стороны, способствует скорейшей гомогенизации стали за счет ее пере- меши1зани струей газа и вьщел ющими- с из расплава пузырьками окиси углерода.Heating the metal according to the proposed method using purging it with gaseous oxygen, on the one hand, increases the heating rate and, additionally, the performance of the electric furnace, and, on the other hand, contributes to the speediest homogenization of the steel due to its mixing with a gas stream and melting carbon monoxide bubbles.

Приме р.В 6-тонной дуговой электропечи выплавл ют высомарганцовистую сталь марки 110Г13Л по известному и предлагаемому способам. Температура ликвидуса высокомарганцовистой стали составл ет , а температура структурного превращЛи расплава .The example of the RV. In a 6-ton electric arc furnace, high manganese steel 110G13L is smelted according to the known and proposed methods. The liquidus temperature of high-manganese steel is, and the temperature of the structural transformation of the melt.

По предлагаемому способу после расплавлени шихты металл ; нагревают электрическими дугами до и производ т его модифицирование азотом в количестве 0,02-0,09% совместно с алюминием в количестве 0,003- 0,065% и титаном в количестве 0,005- 0,20%. Азот ввод т азотированным марганцем (95% марганца, 5% азота), алю- мин1-т -- кусковьм металлическим алюминием , а титан - ферротитаном (35% титана., железо - остальное) .According to the proposed method after melting the charge metal; they are heated by electric arcs up to and produce its modification with nitrogen in the amount of 0.02-0.09% together with aluminum in the amount of 0.003-0.065% and titanium in the amount of 0.005-0.20%. Nitrogen is injected with nitrated manganese (95% manganese, 5% nitrogen), aluminum1-t - lump metal aluminum, and titanium - ferrotitanium (35% titanium., Iron - the rest).

На отдельных плавках нагрев расплава осуществл ютииспользованием продувки металла газообразным кислородом.In separate swimming trunks, the melt is heated by using metal purging with gaseous oxygen.

Из металла опытных плавок отливают зуб ковша и образцы дл исследовани износостойкости стали. Химический состав стали 110Г13Л всех опытных плавок соответствует требовани м ГОСТа.Ladle tooth and specimens are cast from the metal of the experimental heats to study the wear resistance of the steel. The chemical composition of steel 110G13L of all experimental heats complies with the requirements of GOST.

Производительность электропечи оценивают по продолжительности плавки , а трещиночувствительность - по суммарной длине трещин на отливке зуба ковша. Относительную износостойкость стали определ ют по величине .средней интенсивности изнашивани на машине СНЦ-2. Стойкость зубьевThe performance of the electric furnace is estimated by the duration of melting, and the crack sensitivity is estimated by the total length of cracks in the casting of the bucket tooth. The relative wear resistance of steel is determined by the average wear rate on an SNTs-2 machine. Tooth strength

ковша определ ют путем карьерных испытаний в одинаковых услови х.buckets are determined by career tests under the same conditions.

Результаты исследований представлены в таблице.The research results are presented in the table.

Таким образом, трещиноустойчивость и износостойкость высокомарганцовистой стали 110Г13Л, полученной по предИзвестныйThus, the crack resistance and wear resistance of high manganese steel 110G13L, obtained by the pre-known

Бор на 0,3% при 1650 СBor at 0.3% at 1650

редлагаемьй 4Redagda 4

DD

редлагаемый 5Available 5

ч Азот наh Nitrogen on

О,03%,алюминий на 0,03%, титан на 0,08% при 3-05O, 03%, aluminum by 0.03%, titanium by 0.08% at 3-05

Азот на 0,05%,Nitrogen at 0.05%

алк 1иний наalc 1in on

0,03%, титан0.03%, titanium

на 0,08% при0.08% with

1570 С 2-551570 C 2-55

Азот на 0,08%, 0.08% nitrogen,

алюминий наaluminum on

0,03%, титан0.03%, titanium

на 0,08% при0.08% with

3-10 3-10

Алюминий на 0,005%, азот на О,05%,титан на 0,08% при 1570 С 3-00Aluminum by 0.005%, nitrogen by O, 05%, titanium by 0.08% at 1570 С 3-00

Алюминий на 0,060%, азот на 0,05%, титан на 0,08% при Aluminum by 0.060%, nitrogen by 0.05%, titanium by 0.08% at

Титан на 0,01%, азот на 0,05%, алюминий на 0,03% при 3-00Titanium by 0.01%, nitrogen by 0.05%, aluminum by 0.03% at 3-00

Титан на О,15%,Titan on Oh, 15%,

азот на 0,05%,0.05% nitrogen,

алюминий наaluminum on

0,03% при0.03% at

1570 С3-051570 C3-05

латаемому способу выплавки, значительно вьше, чем у зтой же стали, полученной по изве.стному способу.Производительность злектропечи при этом существенно увеличилась, особенно при использовании дл продувки жиД- кого металла кислорода.The production method of smelting is much higher than that of the same steel obtained by the known method. The capacity of the electric furnace at the same time increased significantly, especially when oxygen was used for blowing the metal.

3-203-20

7575

100100

1212

112112

115115

140140

135135

1414

122122

118118

1515

110110

.116.116

3-053-05

1818

115115

119119

2222

114114

120120

2020

118118

122122

Claims

METHOD FOR Smelting high manganese steel, including melting, heating the metal above the temperature of structural transformation of the melt, modification and subsequent cooling, characterized in that, in order to increase crack resistance and wear resistance of steel and electric furnace productivity, the modification is carried out with nitrogen in an amount of 0.03-0.08 wt.% together with aluminum in an amount of 0.005-0.060 wt.% and titanium in an amount of 0.01-0.15% by weight of the metal.

with <g ω * 4 and * h * • S co

SP SO