Особенности плавки хладостойких литейных сталей

В хладостойких сталях для получения высоких показателей механических свойств в условиях отрицательных температур (до –60 ^оС) необходимо обеспечить при плавке следующие условия:

- высокую степень дефосфорации и десульфурации (до ≤ 0,02 P и ≤ 0,02 S);

- высокую степень рафинирования от растворенных газов (водорода и азота);

- глубокое раскисление стали;

- минимальное содержание неметаллических включений в стали;

- устранение пограничного распределения неметаллических частиц и глобуляризация их формы;

- минимизация ликвации элементов, прежде всего, фосфора и углерода;

- измельчение структуры в литом состоянии;

- рациональный режим термической обработки.

Рекомендации по режимам термической обработки хладостойких сталей содержатся в ГОСТ 21357-87. Поэтому ниже рассматриваются лишь металлургические аспекты обеспечения изложенных выше условий. Для этого необходимо реализовать следующие мероприятия:

- выплавлять такие стали в основных дуговых печах методом полного окисления;

- эффективно провести дефосфорацию расплава при основности шлака 2,5-3,0 и скачиванием шлаков после расплавления шихты и окислительного периода;

- активно реализовать кипение расплава в окислительный период с окислением не менее 0,3 % углерода для рафинирования расплава от растворенных газов и неметаллических включений;

- эффективно провести десульфурацию расплава при основности шлака ≥ 2,5 и содержании FeO ≤ 0,6-0,8 %;

- предварительно раскислить стали комплексными Ca-Mn-Si-Al или Al-Mn-Si раскислителями в количестве 5 кг/т для формирования быстро удаляющихся из расплава жидких неметаллических включений-продуктов раскисления;

- микролегировать стали молибденом (~0,10-0,50 %) для уменьшения ликвации фосфора, углерода и др.;

- микролегировать стали ванадием 0,02-0,15 %), титаном (0,01-0,07 %), ниобием (0,06-0,10 %) или бором (0,002-0,005 %) для измельчения структуры;

- легировать стали марганцем (до 1,8 %) для повышения ударной вязкости,;

- обработать стали РЗМ (Y, Ce, La, Nd, Pr и др) содержащими модификаторами до их остаточного содержания 0,02-0,05 % для устранения пограничного распределения неметаллических частиц и глобуляризации их формы;

- окончательно раскислять стали алюминием или алюминием совместно с силикокальцием или титаном.

Легирование стали никелем, медью и молибденом осуществляют путем введения в завалку или путем присадки жидкий металл в начале окислительного периода.

Легирование стали кремнием, хромом, ванадием, ниобием и марганцем, осуществляют после обработки расплава комплексными раскислителями, используя для этого соответствующие ферросплавы и металлический марганец (ввиду малого содержания в нем фосфора) вместо ферромарганца.

Обработку стали силикокальцием (1 кг/т), ферротитаном, РЗМ (1-2 кг/т) и алюминием (1,5-2,0 кг/т) осуществляют при выпуске расплава или в ковше.

Остаточное содержание алюминия в хладостойких сталях должно быть в пределах 0,03-0,06 %. Допускается частичное или полное замещение алюминия титаном.

Дата добавления: 2014-01-07