162694. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hőálló ötvözetek előállítására
3 .. 162684 4 _ "marad az ötvözetben, mert az előzőleg adagolt aluminium a fürdőt már igen intenzíven (elméletileg a cériumnál is intenzívebben) dezoxidálta. Azonkívül tehát, hogy a cériumnak csak egy kisebb része alakul oxiddá, a hőálló alkotóként adagolt aluminium dezoxidáló szerepet is játszik, minélfogva mennyisége nagy és nehezen ellenőrizhető mértékben csökken. További hátrány, hogy a keletkező alumíniumoxid rosszul megy salakba, jelentős része finoman diszpergált állapotban az ötvözetben marad, s rontja annak mechanikai tulajdonságait. A romlás mértékére nézve pl. az 1 521 857 számú francia szabadalom nyújt felvilágosítást. Eszerint ha 042 C, 0"74 Mn, 025 Si, 0015 P és 003 S összetételű „C" jelzésű ötvözetet aluminiummal dezoxidálták, az 1. sz. táblázat első sorában található szilárdsági értékeket kapták. Ha ellenben a dezoxidálást olyan Al-Li-TR ötvözettel végezték, melynek hatására az alumíniumoxid koagulált és salakba ment, az értékek - elsősorban a képlékenységgel kapcsolatos értékek - a második sorban látható mértékben javultak. 1. SZÍ táblázat Szakító- Folyási Nyúlás Kontrdkci* Ütőmunka Dezoxidáló anyag szilárdság határ kg/mm2 kglmm 2 % % kg m/cm1 1. AI 65.6 38.1 24.2 37.5 2.54 2. Al-Li-TR 66.3 41.6 27.8 45.6 3.42 Mindezen hátrányokat jelen találmányunk úgy küszöböli 20 ki, hogy a cériumot két részletben, az aluminium hozzáadása előtt és után adagolja. Mindkét részletnek más szerepe van. Az első részlet fő szerepe a kéntelenítésen kívül a dezoxidálás és ennek kapcsán a hőálló tulajdonságokat erősen javító cériumoxid képzés, 25 valamint a következő adalék az alumínium megvédése az oxidációtól. A második részlet fő feladata a denitrálás. ill. az aluminiumnitiid salakba vitele, ami megkönnyíti, ül lehetővé teszi, hogy esetenként a szóbanforgó kényes ötvözeteket nem 30 vákuumkemencében, hanem gazdaságosabban levegőn, megfelelő salaktakaró alatt készítsük. Ez utóbbi hatásM. F. Szidorenko és N. Sz. Krescsanovszkij (1.: M. F. Szidorenko, N. Sz. Krescsanovszkij: K voproszu o rafinirujuscsem dejsztvü redkozemelynüh metallov. Izvesztija 35 VUZ Csernaja Metallurgia , 1965. évf. 7. sz. 46-49 old.) szerint a következőképpen megy végbe: „Magában ötvözött acélban, mely nagyobb mennyiségben tartalmaz nitridképző elemeket (Ti, AJ), a ritkaföldfém adagolásának pillanatában a nitrogén stabil nitridekké kötődik. A ritkaföldfém hatása ez 40 esetben a titánnitrid és aluminiumnitrid salakozódásában nyilvánul meg és kedvező feltételeket teremt azoknak az ötvözetből való eltávolítására." A ritkaföldfémek első és második részletének mennyisége nem szükségképpen azonos. Az adagolandó mennyiségeket *6 előkísérletek alapján a részfeladatok szükségletének megfelelően állapítjuk meg. összefoglalva, aluminiumtartalmú hőálló ötvözetek készítésére kidolgozott új eljárásunk az alábbi előnyökkel jár: 1. Nagyobb mennyiségű cerium alakul át oxiddá. *° 2. Az alumínium a dezoxidálásban lényegesen kisebb mértékben vesz részt. Kevesebb ég ki belőle, s ennélfogva előírt mennyiségét könnyebb betartani: 3. Az ötvözet A1,0, kiválásokból kevesebbet tartalmaz, s emiatt szilárdsági tulajdonságai jobbak. * 4. A másodszorra adagolt cerium nagyobb mennyiségű aluminiumnitridet is salakba képes vinni, s ez a körülmény esetenként lehetővé teszi, hogy az ötvözet vákuum helyett gazdaságosabban levegőn, salaktakaró alatt készüljön. 60 Példák 1. 30 Mn, 8 Al, 06 C, többi Fe, névleges összetételű kb. 50 kp-os öntecs elkészítéséhez az alábbi alapanyagokat * mértük össze: , c .„ . -, 15,80 kp femmangan 4,08 kp fémalumínium 0,41 kp grafit 30,15 kp ötvözetlen lágyacél 0,40 kp keverékfém (50% Ce) 50,84 kp A mangánból és a grafitból a várható kiégés miatt mértünk be többet (31,0%-ot, illetve 0,8%-ot). 50 kg-os középfrekvenciás kemence tégelyének aljába helyeztük a grafitot, erre ráadtuk a betétvasat és levegőn salaktakaró alatt beolvasztottuk. Teljes olvadás után gyors karbonanalízist végeztünk és a karbontartalmat korrigáltuk. Ezután beadagoltuk a mangánt, majd 0,15 mm vastag vaslemezbe csomagolva a keverékfém felét (0,20 kp.) Ezt követőleg az alumíniumot 30 mm 0-jú rúd alakjában vittük a fürdőbe úgy, hogy a lemért 4,08 kp-os rudat olyan gyorsan, amilyen gyorsan olvadt, a salaktakaró alá nyomtuk. Végül hőfokmérés után beadtuk a keverékfém második felét, a fürdőt megkevertük és előmelegített lapos kokiliába öntöttük. Fenti 1 sz. adag analízise: 30,30 Mn, 7,88 Al, 0,56 C, 0,31 Si, 0,002 S, 0,048 P. összehasonlítás céljából ugyanüyen körülmények között második (2 sz.) adagot is készítettünk ugyanüyen összetétellel, de a keverékfémet az eddigi gyakorlatnak megfelelően egy tételben az alumínium után, közvetlenül az öntés előtt adagoltuk. A 2. sz. adag analízise: 30,10 Mn, 7,18 Al, 0,62 C, 0,24 Si, 0,004 S, 0,048 P. Az adatokból kitűnik, hogy míg az 1 sz. adagban az alumíniumból csupán kb. 1,5% égett ki, addig a 2 sz. adagban az alumíniumnak kb. 10%-a alakul át oxiddá, növelve a finomeloszlású zárványok mennyiségét és akadályozza a cériumoxid keletkezését. 2. Az első példa mindkét lapos öntecséből 5-5 kp-os mennyiséget melegen, 1050-900 C° közötti hőmérsékleten 3 mm vastag lemezzé hengereltünk. A lemezekből 80x30x3 mm méretű próbatesteket vágtunk ki, melyeket revétlenítés és 1100°C-on 15 percig tartó hőkezelés után vízben hirtelen lehűtve egyenletesen ausztenites szerkezetűvé alakítottunk. A próbatesteket ezután kerámia tartóra helyezve 100 mm D x 800 mm-es, mindkét végén nyitott csó'kemencében levegőn 24 órás ciklusokban oxidáltuk. Egy ciklus abból állt, hogy a próbatesteket 900± 10°C-ra fűtött csőkemencébe helyeztük, 24 óráig ezen a hőmérsékleten tartottuk, majd kivettük, lehűtöttük és a próbadarabok 1 cmJ -re eső súlyváltozását 0,1 mg pontossággal lemértük. Az eredményeket a 2 sz. táblázatban foglaltuk össze. 2
