SU1747528A1 - Сплав дл раскислени , легировани и модифицировани стали - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии , а именно к производству стали. Сплав содержит, мас.%: алюминий 10-30; титан 10-25; кремний 10-25; цирконий 1-6; углерод 0,05-50; азот 0,02-1,0; железо остальное . Сталь, обработанна  данным сплавом , имеет предел текучести 40-51 кг/мм2, временное сопротивление разрушению 52- 60 кг/мм2, высокую штампуемость при изготовлении крупных деталей, например лонжеронов грузовых автомобилей. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии , а именно к производству стали и чугуна.

Известен сплав дл  раскислени  и легировани  стали, содержащий, мас.%: Алюминий10-24

Кремний0,1-5

Титан0,1-10

Ниобий20-40

Медь0,1-5

Цирконий0,5-5

ЖелезоОстальное

Однако такой сплав не обеспечивает достаточно глубокое раскисление, стабильную окисленность стали. Эффект дисперсионного упрочнени  стали в данном случае достигаетс  использованием дефицитного, дорогосто щего компонента - ниоби .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  сплав дл  раскислени  и легировани  стали, содержащий, мас.%:

Алюминий5-25

Марганец30-45

Кремний10-20

Цирконий1-5

Титан1-5

ЖелезоОстальное

Однако и данный сплав не обеспечивает достаточного уровн  прочностных и пластических свойств изделий вследствие невысокой эффективности использовани  карбонитридообразующих элементов и высокой загр зненности нитевидными сульфидами марганца.

1

Цель изобретени  - снижение твердости и устранение разрывов по кромке при штамповке изделий.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в сплав дл  раскислени ,легировани  и модифицировани  стали, содержащий алюминий, кремний, титан, цирконий, железо , дополнительно ввод т углерод и азот при следующем соотношении компонентов , мас.%:

Алюминий10-30

Титан10-25

Кремний10-25

Цирконий1-6

Углерод 0,005-5.0

(Л

XI

N XI ел ю

00

Азот0,001-1,0

ЖелезоОстальное

Предлагаемый состав сплава отличает  содержанием азота и углерода Избыток в стали азота и углерода обеспечивает наиолее полное св зывание алюмини  и титаа , незначительное остаточное содержание лементов в матрице Последнее нар ду с карбонитридным упрочнением позвол ет остигать повышение пределов текучести и ЁременноГо сопротивлени  разрушению и нижени  твердости. Кроме того, вход щие в состав сплава азот и углерод вли ют на процесс формировани  сульфидов, способствуют устранению нитевидных, значительной прот женности сульфидов и, как следствие, устранению разрывов по кромке при штамповке изделий.

При содержании азота менее 0,02% и углерода менее 0,05% количество образующихс  карбонитридов невелико и их наличие не вли ет на свойства стали, а содержание в сплаве азота более 1 % и углерода более 5% приводит к значительной сеграции и укрупнению карбонитридов, что ухудшает пластические свойства стали.

В предлагаемом сплаве алюминий и титан используютс  в качестве легирующих элементов, способствующих образованию карбонитридов. Содержание алюмини  и титана в сплаве менее 10% не обеспечивает необходимую дегазацию (св зывание азота) и получение необходимого количества карбонитридов . Содержание алюмини  более 30%, титана более 25% приводит к повышению содержани  алюмини  и титана в стали, не св занных в карбонитриды. Последнее приводит к снижению пластических свойств и неблагопри тному увеличению твердости стали.

Кремний входит в состав сплава в качестве раскислител  жидкой стали Положительное вли ние кремни  начинает про вл тьс  при его содержании не менее 10%, При содержании кремни  в сплаве более 25% повышени  раскисл ющего эффекта не наблюдаетс , а увеличиваетс  содержание кремни  в стали, что приводит к неблагопри тному увеличению твердости металла

Цирконий в стали оказывает модифицирующее действие, заключающеес  в образовании на ранней стадии кристаллизации сульфидов, имеющих после прокатки чече- вицеобразную форму. При содержании циркони  менее 1% не про вл етс  эффект модифицирующего действи , при большем 6% содержании образуютс  крупные карбонитриды циркони  что приводит к снижению пластичности стали

Пример На Карагандинском металлургическом комбинате при производстве стали 2-ОГЮТ (марочный состав, мас.%. С 0,18-0,24, Мп 1,20-1,50, Si 0,30-0,50;

TI 0,08-0,14; AI 0,02-0,08; S, Р не более 0,03) опробованы сплавы известного и предлагаемого составов (см таблицу). Сплавы примен ли дл  раскислени  и доводки металла в ковше.

Металл выплавл ли в 250-тонном конверторе , разливали в слитки массой 30 т, прокатывали на блюминге 1500, стане гор чей прокатки 1700 без изменени  существующей технологии.

Получали гор чекатаный лист толщиной

5 мм, предназначенный дл  изготовлени 

методом прессовани  лонжеронов и других

изделий грузовых автомобилей КамАЗ.

Вырезку проб из гор чекатаного листа

дл  механических испытаний, металлографического и химического анализов производили согл асно ГОСТ 4041-71

Испытание металла на раст жение с определением пределов текучести и временного сопротивлени , относительного удлинени  осуществл ли по ГОСТ 1497-73 на образцах длиной 230 мм и шириной 30 мм. Определение твердости проводили методом Бринелл  по ГОСТ 9012-59, испытани 

на изгиб - по ГОСТ 14019-68, металлографические исследовани  по определению неметаллических включений - по ГОСТ 1778-70.

Как видно из таблицы , лонжеронна 

сталь, получаема  с применением предлагаемого состава, в отличие от стали после обработки сплавом известного состава, имеет уменьшение твердости без снижени  прочностных и пластических характеристик , устран ютс  разрывы металла.

Показатели механических свойств стали , получаемой с применением предлагаемого сплава, обеспечивают благодар  устранению разрывов кромки при штамповке стали с пониженной твердостью и контролируемой формой сульфидных включений (чечевицеобразной взамен нитевидной) высокую штампуемость крупных деталей, например лонжеронов грузовых автомобилей,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Сплав дл  раскислени , легировани  и модифицировани  стали, содержащий алю- миний, кремний, титан, цирконий, железо, отличающийс  тем, что, с целый снижени  твердости при сохранении прочности стали и повышени  штампуемости за счет устранени  разрывов по кромке, он дополнительно содержит углерод и азот при

   следующем

   мас.%:

   Алюминий

   Титан

   Кремний

   соотношении

   1-6

   0,05-5,0 0,02-1,0 Остальное

   тип)

   Ч

   ю

   20 25 30

   13

   5

   10

   15

   30

   35

   30

   Осталькое 3,5

   S

   10 18 25 30

   0,5 I

   6

   8

   0,0

   0,05

   3,0

   5,0

   7,0

   0,01 То е (1,02 0,1 1,0 1,5 ,о

   0,5

   о

   0.5

   1,5

   5

   о

   5

   5

   5

   39

   38 46 42 51 58

   55

   Ь8 52 56 60 65

   270

   200 180 168 180 205

   15

   5 О О

   о

   5

   15

   5 О

   о о

   5