182304. lajstromszámú szabadalom • Eljárás texturált sziliciumacél előállítására
7 182304 8 ból készült anyagok tulajdonságai láthatók. Látható, hogy a csekély oldott nitrogént tartalmazó szalagok (az A és C jelű adagból) permeabilitása kisebb, mint a nagyobb mennyiségű oldott nitrogént (67 ppm) tartalmazó B és D jelű adagokból készült szalagé, amelyeknél 5 a technológia nem tette lehetővé, hogy a bevonatrétegből bór kerüljön az anyagba és a végső hőkezelést is a hagyományos módon, 100% hidrogént tartalmazó atmoszférában végeztük. Az A és C adagok permeabilitása meglepő módon 10 csökkent akkor is, ha lehetőség volt a bevonatrétegből bór bevitelére, a végső hőkezelést azonban a hagyományos módon végeztük. A fentiekkel szemben a találmány szerint kezelt A és C adagok permeabilitása jelentősen javult akkor is, ha 15 a bevonatrétegből nem volt lehetőség bór bejuttatására. Természetesen a permeabilitás értéke továbbjavult bór bevitelével. Mint már korábban is említettük, kismennyiségű bór bevitele a mágneses tulajdonságok javítása érdekében 20 régóta ismert volt. Ezzel azonban egyáltalán nem állt összhangban a kismennyiségű oldott nitrogént tartalmazó A és C jelű adagok gyenge mágneses tulajdonságai és ezek további romlása, amikor a bevonatrétegből lehetővé vált bór bevitele. A hivatkozott 4 186 038 és 25 4 116 730 sz. USA szabadalmi leírások alapján egyáltalán nem volt nyilvánvaló, hogy a hagyományos, hidrogénben végzett hőkezeléssel a mágneses tulajdonságok ilyen alakulása érhető el. A szemcsenövekedés megakadályozása a vas-szilícium 30 ötvözetekben, ami a másodlagos rekrisztallizáció alapfeltétele, szükségessé teszi mind az oldott, mind a bórnitríd formában levő nitrogén jelenlétét. Jóllehet a bór, amely a bevonatrétegből az ötvözetrétegbe diffundál és bórnitridet képez, elősegíti a szemcsenövekedés gátlását, a 35 bemutatott példákból az a meglepő tény derült ki, hogy ezt a kedvező hatást adott esetben ellensúlyozza az oldott formában levő nitrogén hiánya. A vizsgálatok tanúsága szerint az A és C jelű adagokban az oldott formában levő nitrogén mennyisége olyan csekély volt, 40 hogy — különösen a hidrogénben rétegelve végzett hőkezelés során fellépő nitrogénveszteséget is figyelembevéve — bármilyen mennyiségű bór bevitele sem eredményezett javulást, illetve kifejezetten a mágneses tulajdonságokat rontó hatása volt. 45 A jelen találmány lényege tehát az, hogy a szakmában korábban ismert megállapítás, amely szerint a bevonatrétegből a vas-szilícium ötvözetbe bediffundáló bór, amely az ötvözetben levő nitrogénnel bórnitridet alkot, a mágneses tulajdonságokra kedvező hatással 50 van, nem pontosan felel meg a valóságos folyamatoknak. Ezért ezt úgy kell módosítani, hogy a diffúzió útján az anyagba jutó bór kedvező hatással van a mágneses tulajdonságokra, ha az anyagban a bórnitrid kialakulása után is elegendő mennyiségű oldott nitrogén marad. 55 Emellett, ha összehasonlítjuk a viszonylag nagy menynyiségű oldott nitrogént tartalmazó B és D jelű adagok mágneses tulajdonságait (lásd az ábrákat), azt láthatjuk, hogy míg a találmány szerint hőkezelt mintadarabok mágneses tulajdonságai sem megfelelőek, ha az ötvö- 60 zetben túlságosan sok, azaz a 20 ppm-nél nagyobb az oldott nitrogén mennyisége. Másszóval, a legnagyobb mennyiségű oldott nitrogént tartalmazó adag (B) permeabilitása a találmány szerint végzett hőkezelés után kisebb, mint a hagyományosan, 100% hidrogénben hőkezelt és bőrt nem tartalmazó bevonatréteggel ellátott szalag permeabilitása. A D jelű adag permeabilitása lényegében változatlan maradt akár a hagyományos, akár a találmány szerinti hőkezelést végeztük, jóllehet oldott hidrogéntartalma kisebb volt, mint a B jelű adagé, de nagyobb, mint az A és C jelű adagé. A fentieknek megfelelően a példák azt mutatják, hogy ha a vas-szilícium ötvözetek nitrogéntartalma csökken, a hagyományos és a találmány szerint végzett végső hőkezelés hatása a mágneses tulajdonságokra csökken. Ezt követően, ez a különbség növekszik, azaz a találmány szerinti hőkezelés kedvező hatása fokozódik, ha az ötvözet oldott nitrogéntartalma 20 ppm alá kerül. A mágneses tulajdonságoknak ezen romlása, majd javulása az oldott nitrogéntartalom függvényében, továbbá a találmány szerint végzett végső hőkezelés még utalás formájában sem ismerhető meg a korábban említett hagyományos megoldásokból. A 4 186 038, 4 116 730 és a 4 010 050 sz. USA szabadalmak szerint a nitrogénben és hidrogénben végzett végső hőkezelés semmiképpen sem károsítja a vas-szilícium ötvözetek mágneses tulajdonságait, függetlenül azok összetételétől és attól, hogy bórnitrideket (lásd a 4 186 038 és a 4 116 730 sz. USA szabadalmakat) vagy alumíniumnitrideket (lásd a 4 010 050 sz. USA szabadalmat) alkalmazunk szemcsenövekedés meggátlására. Megjegyezzük, hogy a jelen szabadalmi leírásban valamennyi összetétel, illetve mennyiség súlyszázalékot, illetve súlyegységet jelent, hacsak nem utaltunk valamilyen más egységre. A hőkezelő atmoszférákra vonatkozóan a leírás során általában térfogatszázalékos értékeket adtunk meg. Az elmondottakból nyilvánvaló, hogy a találmány lényegét alkotó felismerés nem csupán a bemutatott példákban alkalmazható, hanem minden hasonló típusú ötvözet esetén. Szabadalmi igénypont Eljárás textúráit szilíciumacél előállítására, amelynek során 2,2—4,5 súly% szilíciumot, bort és legfeljebb 0,1 súly% mangánt, valamint legfeljebb 20 ppm nitrogént tartalmazó közbülső szalagot, illetve lemezt készítünk, amelyben a mangán-kén arány legalább 2,1 és azt bőrt tartalmazó bevonatréteggel látjuk el, majd textúráló hőkezelést végzünk, azzal jellemezve, hogy a textúráló hőkezelés első lépéseként a szalagot hidrogént és legfeljebb 20 térfogat% nitrogént tartalmazó atmoszférában 800 °C-ról 40 °C/óra sebességgel 1050 ~C- ra hevítve másodlagosan újrakristályosodott Gosstextúrát alakítunk ki, majd a szalagot 1175 °C-ra hevítjük és ezen a hőmérsékleten hidrogén atmoszférában 3 órás hőntartással a karbont, ként és nitrogént eltávolítjuk. 1 rajz, 2 ábrával A kiadásért felel : a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 86.5603.66-4 Alföldi Nyomda, Debrecen Felelős vezető: Benkő István vezérigazgató
