195677. lajstromszámú szabadalom • Titántartalmú ötvözet, acélok dezoxidálására és ötvözésére
/ A találmány titán tartalmú ötvözet acélok dezoxidálására és ötvözésére. A találmány főalkotóként titánt, ritka földfémet kalciumot és/vagy báriumot tartalmazó ötvözet, mely adott esetben bőrt és/vagy vanádiumot és/vagy cirkont is tartalmaz: az acél szokásos kísérő elemein kívül, az acélok, elsősorban folyamatosan öntött acélok, dezoxidálására és ötvözésére. Ismert, hogy az acélban levő nemfémes zárványok - köztük a különböző oxidok - az acélok mechanikai tulajdonságait hátrányosan befolyásolják és veszélyes anyaghibákhoz vezetnek az alakítás során. Ezen kívül bizonyos oxidok, például az A1203 problémát okoznak a folyamatos öntésnél azáltal, hogy beszűkítik az üstkagylót és a szál elfagyását okozzák. Ezért nagy jelentősége van a nemfémes zárványok mennyiségének, fajtájának, alakjának, nagyságának, sőt az acélban való eloszlásának is. Az acélban maradó oxigéntartalom csökkentését és ezáltal az acélok minőségének és mechanikai tulajdon- 20 ságainak jelentős javulását tették lehetővé a vég-dezoxidálásra eddig használt dezoxidáló szerek, mint például az alumínium, vagy a kalcium—szilícium. Ezeknek a dezoxidáló szereknek a használata azonban az előnyök mellett számtalan hátránnyal is jár. így például az acélban ma- 25 radó nemfémes zárványok feldúsulnak és az alakítás során - kovácsolásnál, vagy hengerléssel történő egyirányú alakításnál - zárványsorok alakulnak ki, melyek rontják a kész acél, főleg keresztirányú tulajdonságait. Az acélgyártás gyakorlatában ezért az utóbbi időben mindinkább a többalkotós komplex dezoxidáló szerek használata terjed a hagyományos dezoxidáiókkal szemben. Ezeknél a különböző alkotó elemek általában vegyületek formájában vannak jelen és belőlük képződő oxidok már képződésük pillanatában alacsony olvadáspontú, jó koagu- gg láló képességű komplex vegyületeket alkotnak egymással, így könnyen felúsznak az acélfürdőből. A fent felsorolt dezoxidáló szereket és dczoxidálási eljárásokat ismertetik az alábbi cikkekben: Les Ferro - Alliagcs Spcciaux, Revue de Metallurgia 1979. 6. p. 462. és Perszpcktivue Primenenija Komplexnueh Szplavov v Proizvodsztve Sztali, Sztali 1981.10. p. 38. A dezoxidálás hatásfokát, a képződött zárványok tulajdonságait és az értékes alkotó elemek hasznosulását számtalan tényező - köztük alapvetően a dezoxidálósze- 45 rek összetétele - befolyásolja. A találmány célja olyan komplex dezoxidálószer előállítása, mely összetételénél fogva javítja a dezoxidálás hatékonyságát, biztosítja a dezoxidáló elemek kedvező hasznosulását, javítja az acél mechanikai tulajdonságait,-50 kiküszöböli a folyamatosan öntött acél öntésénél az üstkagyló beszűkülését és a szál elfagyását. A javasolt ötvözet előállítása — a ferroötvözetek gyártásában szokásos - metallotcrmikus úton, metallotermíával kombinált elektrotermikus úton ivfényes ke- 55 mencében, vagy az egyes alkotok, vagy az ötvözeteinek összeolvasztásával történhet indukciós kemencében. A találmány lényege főalkotóként 15—35 tömeg % Ti~t, 5—15 tömeg % ritka földfémet, 1—10 tömeg % Ca ot és/vagy Ba t és adott esetben 0,5 -5 tö- 60 meg % B t és/vagy V t cs/vagy Zr -t, továbbá szilíciumot, vasat és az acél szokásos kísérő elemeit tartalmazó ötvözet, amely acélok; elsősorban folyamatosan öntött acélok, vég-dezoxi.dá!ására és ötvözésre alkalmas. A ritka földfém kifejezés általában clegyet takar 65 1 1 Mischmetallnak is nevezik, amely cézium, lantán neodirn és prazeodim a sorrenddel csökkenő arányú mennyiségből áll. A találmány szerinti összetételű ötvözet használata számos műszaki és gazdasági előnnyel jár. Az ötvözet titán és ritka földfém tartalma miatt igen erélyes dezoxidálószer és ezen alkotók nagy oxigénaffinitása miatt a vég-dezoxidálás során alacsony oxigén tartalom biztosítható — jóval alacsonyabb , mint például alumíniummal történő dezoxidálás esetében. Az acélok titánnal való ötvözése a szokásos módszerrel például ferrotitánnal azzal a jelentős hátránnyal jár, hogy nagy titán veszteség mellett a találati biztonság még az 50%-ot sem éri el. A találmány tárgyát képező komplex ötvözettel az acél előírt titán tartalma könnyen biztosítható és a találati biztonság is jelentősen megnő. A titán ötvözés igen jó hatásfoka a találmány szerinti ötvözet viszonylag alacsony olvadáspontjának, valamint az ötvözetben levő ritka földfém oxigénhez való nagy affinitásának köszönhető. Hasonló okból igen jó ütvözési hatásfok érhető el a vanadium, bőr és cirkon esetében is. A komplex ötvözet lényeges alkotója a titán azért is, mivel stabilan megköti az acél nitrogén tartalmát és ezáltal lehetővé teszi az egyéb nitridképző ötvözök például a bőr kedvező hatásának — keménység növelés, jó szívósság és kopásállóság - érvényesülését. Az ötvözet alkáli földfém tartalma- így a Ca, Ba tartalom - hasonló védőhatást biztosít, mint a ritka földfém, de ezen kívül kedvezően befolyásolja — az acélfürdő mozgása révén — az ötvöző, illetve dezoxidáló elemek eloszlását és a dezoxidálási termékek felszállását a fürdőben. A találmány szerinti ötvözetnek összetételénél fogva kedvező a fajsúlya, szemben az alumíniummal, vagy a kálciumszilíciummal, melyek hatásukat elsősorban az acélfürdő felszíni rétegében fejtik ki. hacsak különböző módszerekkel - például porbefúvassal — nem gondoskodnak a fürdőbe való bejuttatásukról. Lényeges felismerés, hogy a találmány szerinti öszszetételű komplex ötvözet alkalmazásakor alacsony olvadáspontú titán -, ritka földfém bázisú eutekloidos dezoxidáeiós termék keletkezik, ami megkönnyíti a nehezen önthető acélok folyamatos öntőművön történő öntését, azáltal, hogy kiküszöböli az üstkagyló beszűkülését, illetve dugulását és a szál szakadását, ahogyan az például az alumíniummal történő vég-dezoxidálás esetében számtalanszor előfordul. Ily módon acélok folyamatos öntése is megoldható minden probléma nélkül, melyre ezideig nem volt lehetőség. A találmány szerinti összetételű ötvözet alkalmazásának gazdasági előnye az ötvözés hatásfokának javulásában és ezáltal az ötvözet felhasználás csökkenésében, a folyamatos öntésnél az üzemzavarok kiküszöbölésében és a folyamatosan önthető acélfajták választékának bővítésében jelentkezik. Javul a bugák minősége, mivel az erős dezoxidácios folyamat revén csökken a szál lunkeressége és javítható a szövet szerkezete. (Gömbösített dezoxidációs termék keletkezik.) A találmány szerinti ötvözet gyártását és alkalmazását a kövelkező példák szemléltetik: 1. példa A találmány szerinti ötvözet előállítása indukciós kemencében az egyes alkotók illetve azok ötvözeteinek összeolvasztásával történik. 677 2 2
