191547. lajstromszámú szabadalom • Erősen ötvözött martenzites öregített szerszámacél és eljárás előállítására
1 191 547 2 elemeket célszerűen SiZr-, FeB- és Ce-tartalmú előötvözet formájában adagoljuk a fémolvadékba. A találmány szerinti eljárás során, amikor is olvadékot készítünk, karbonos dezoxidálást végzünk, majd tüsköt, illetve elektródát öntünk és azt adott 5 esetben átolvasztjuk és egy vagy több lépésben melegen átalakítjuk, a találmány szerint a tüsköt, illetve elektródát legalább a melegalakítás utolsó lépése előtt, 1250 °C hőmérsékleten két órán át diffúziós izzításnak vetjük alá és a melegalakítás utolsó lépése 10 után az alakított anyagot vízben hűtjük le. A találmány szerinti eljárás egy változata szerint az öntött anyagot először diffúziósán izzítjuk, majd elektródává kovácsoljuk és ezután átolvasztjuk. Ezt követően végzünk ismét diffúziós izzítást és ková- 1 ^ csolást, majd vízben történő gyors hűtést. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a cirkon, bór és a cérium ötvözőadalékok a karbonos dezoxidálás után még megmaradó káros szennyezőelemeket (például a karbont, nitrogént és a ként) lekötik. Ez azért igen fontos, mert ezek a szennyezőelemek hajlamosak a titánnal és az alumíniummal való reakcióra, továbbá titánkarbid, titánkarbonitrid, titánszulíid és titánoxid formájában a kristály- 25 határokon történő kiválásra. Ezzel csökkentik a z kohéziót és rontják a melegalakíthatóságot, illetve a szívósságot. A találmány szerinti adalékanyagok további kedvező hatása az is, hogy az öntést követő dermedéskor szemcsefinomító hatást fejtenek ki. 3Q A találmány további részleteit kiviteli példák segítségével ismertetjük. Dermedés után a kapott tüsköt (0 150 mm) kemencébe helyeztük és 1250 °C hőmérsékleten 2 órás diffúziós izzításnak vetettük alá. Ennek célja a Ti, Mo és Ni mikrokiválásainak kiküszöbölése volt. Kovácsolás 1100 °C hőmérsékleten történt, majd a kovácsolt darabot vízben hűtöttük le, nehogy újabb kristályhatár-szennyeződés álljon elő. Az adag elemzett kémiai összetétele az alábbi volt: C= 0,03% Ni = 18,9 % CO = 8,2 % Mo = 4,8 % Ti = 0,4 % Al= 0,14% S = 0,009 % P = 0,01 % Mn+Si = 0,25 % B = 0,003 % Zr = 0,04 % Ce = 0,06 % A 15x15 mm-es keresztmetszetű kovácsolt rudat 820 °C-on 1 órán át ausztenitesítettük, majd nyugodt levegőre tettük ki, amikor az lágy martenzites szerkezetű lett. Ebben az állapotban munkáltuk ki és készre a próbatesteket. Ezután következett 460 °C~on 3 órán át a kiválásos keményítés. Vizsgálati eredmények: ütőmunka KCU = 3,5 mkp/cm2, keménység: 49 HRC. A különleges adalék elemeket (B, Zr, Ce) nem tartalmazó, nem átolvasztott és diffúziósán nem izzított, összehasonlító acéladag adatai: ütőmunka: KCU = 2,5 mkp/cm2, keménység: 49 HRC. Látható a találmány felfogásában készült acélanyag szívósabb állapotú volta. /. példa 35 2. példa Indukciós kemencébe lágyvas betétet, valamint nikkel katódát, fém kobaltot és ferromolibdént adagoltunk. A beolvadás után egy darabig nem kezdtünk újabb műveleteket, hogy a lágyvas betét revéjé- 40 nek, illetve rozsdájának oxigéntartalma, továbbá általában az olvadék oxigéntartalma, valamint a C-tartalom között a [C] + [O] —» {CO} '45 reakció lejátszódjék és ezáltal a betét karbontartalma 0,03 % alá csökkenjen. Ezután elődezoxidálást végeztünk fém mangánnal és fém szilíciummal. Ennek során ügyeltünk arra, hogy a dezoxidensek összes mennyisége ne haladja 50 meg a 0,26 %-ot, mert ez az acél ütőmunkáját, azaz szívósságát rontja. Ezután adagoltuk be a sziliko-cirkon-, ferrobór- és cériumtartalmú előötvözet formájában a találmány szerinti adalékanyagokat. 55 Ezen különleges adalékok beadagolása után következett a fém Al, majd a fém Ti (esetleg FeTi) fürdőbe vitele, s utána rögtön az adag leöntése rúd kokillába. A megdermedt acél 0 90-es rúdként g0 szolgált áz elektrosalakos átolvasztáshoz elektródának. Ezt 0 150 mm-es rézkrisztallizátorban végeztük, 5 kg 60:20:20: = CaF2:CaO:Al2O3 salak alatt, 50 V feszültségű és 3 kA ; áramerősségű i áram alkalmazása mellett. cc Ez az acéladag vákuumindukciós kemencében készült: a lágyvasbetét mellé nikkel katódát, fém kobaltot, valamint ferro molibdént adagoltunk. Beolvadás után a vákuumszivattyúk lépcsőzetes bekapcsolásával a nyomást fokozatosan csökkentve, egyre jobban végbement a' [C] + [0]->{CO} reakció. (Ez a folyamat vákuumban sokkal tökéletesebben lejátszódik, mint a levegőn.) Végeredményben a betét saját oxigéntartalma csökkentette le a saját, egyébként is alacsony (0,06 %) széntartalmát. Ezzel az anyag tisztasága nagymértékben javult, így biztosítottuk a szívósság maximumát. Ezután lényegében ugyanazokat a technológiai lépéseket végeztük el, mint az 1. példa esetében. A kész acéladagot ezután vákuumban hagyományos tuskóvá öntöttük. Elektrosalakos átolvasztást nem végeztünk, de a többi technológiai lépés megegyezett az 1. példában leírtakkal. Az adag elemzett kémiai összetétele az alábbi volt: C= 0,02% Ni = 20,00 % Co = 12,4 % Mo= 4,9 % Ti = 0,86% Al = 0,33% S = 0,008 % P = 0,009 % Mn + Si = 0,24 % B = 0,004 % Zr = 0,05 % Ce = 0,05 % 3
