196467. lajstromszámú szabadalom • Aktivátoranyag acél ötvözetrendszerek vagy hegesztési varratok minőségének javítására és ezt tartalmazó porbeles hegesztőhuzal
2 196467 3 A találmány tárgya olyan több alkotóelemből álló keverék, melynek az acélgyártás folyamán történő alkalmazása az acél ötvözetrendszerek kohászati minőségét javítja, szilárdságát jelentős mértékben növeli, valamint porbeles hegesztőhuzalok betétanyagaként alkalmazva a hegesztési varrat sziárdságát növeli. Az acélokkal, mint alapanyagokkal szemben előálló igénynövekedés - a funkcionális korszerűség, valamint az általános energia- és anyagtakarékosság szempontjainak megfelelően - nem mennyiségi, hanem egyre inkább használati értékük növekedése formájában jelentkezik. Ez a használati érték-növekedés az acélok legjobban hasznosítható paramétereinek növelésére, azok komplexicitásának fokozására irányul. így az acélok használati értékét rendeltetésüktől függően leginkább a kohászati minősége, maradó alakváltozásának feszültségtűrő képessége, képlékenysége, elridegedési tulajdonsága, kifáradási feszültséghatára, hegeszthetósége és kopásállósága determinálja. Az acélok használati értékét képző tulajdonságok közül az egyik legfontosabb a maradó alakváltozás nélküli feszültségtűrö képesség. A deformáció nélkül alkalmazható legnagyobb feszültség értéke az acélok olyan tulajdonságparamétere, amely a belőlük készített szerkezetek, vagy szerkezeti elemek terhelhetőségét, súlyát a legtöbb esetben meghatározza, de minden esetben alapvetően befolyásolja. A másik fontos használati érték képző tulajdonság az acéloknál a képlékenység, azonban a szilárdságnövekedés általában a képlékenység csökkenését eredményezi. A jelenleg használatos acélok fejlesztését - az általános technikai színvonal növekedésének megfelelően - főleg a feldolgozástechnológia korszerűsödése határozta meg. Nem került kellőképpen előtérbe a szinvas elméleti rácserejének - szilárdságtartományának - fokozottabb hasznosítása ipari ötvözetrendszerekben a teherviselés növelésére, súlycsökkentésre. A jelenlegi acélok - néhány speciáltechnika funkcionális paraméterigényét kivéve - általában nem szolgálják az alkalmazástechnikának a tömeges igényeket kielégítő, korszerűsítési, anyag- és energiatakarékossági törekvéseit. Az általános energia- és anyagtartalékok gyors apadása és ezáltal egyre növekvő költsége szükségszerűen követeli, hogy egy használati tárgy, vagy eszköz előállítására és használatára a legkevesebb anyag - acél - és energia kerüljön felhasználásra. Általánosan ismertek azok a módszerek, amelyek az acélok egyes tulajdonságait - a felhasználás igényeinek megfelelően - célszerű anyagok ötvözésével, vagy hőkezelésével meghatározzák. A 4 405 363 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírás olyan berendezést ismertet, amely meghatározott szemcsenagyságú, különféle ötvözőanyagoknak az acélfürdóbe való juttatására szolgál és különösen jól használható saválló acélok gyártásánál. A 749 926 számú szovjet szabadalmi leírás szerinti eljárás során öntöttvas minőségének javítására ritkaföldfém-bázisú Mg-Ba-Ca ötvözetet alkalmaznak. Az iparilag előállított acéloknál, az egyes kristályok különböző alak, nagyság és irányítottságából adódó rácshibák, diszlokációk eredményeként a maradó alakváltozást kb. 1000-szer kisebb feszültség indítja meg, mint az elméleti rácserő. így minden olyan akadály, ami az acélban a diszlokációk mozgását akadályozza, az acél hasznos szilárdságát fokozza, úgymint:- rácsban elhelyezkedő szubsztitúciósan, vagy interszticiósan oldott elemek,- diszlokációk,- szemcsehatárok, ikerkristélyok,- idegen fázisok, kiválások, melyek egyenként önálló szilárditásmechanizmusok. A gyakorlat igazolta, hogy az acélok szilárdságának fokozására jelenleg alkalmazott módszerek - miután csupán egy-két szilárditásmechanizmust működtetnek, főleg termikus úton - csak a képlékenységi tulajdonságok jelentős romlása mellett, korlátozott szilárdságnövelő eredménnyel valósulnak meg. A jelen találmány célja tisztán metallurgiai úton - fémfizikai alapokon - olyan acélszilárditási mechanizmus-kombináció létrehozása, melynek additív hatáséra az acélok szilárdsága a képlékenység szintentartásával nő, egyidejűleg kohászati minősége javul, fokozva ezzel az elméleti rácserő hasznosulását az ipari felhasználás rendszereiben. A találmány szerinti aktivátoranyag Ca és/vagy Na-ból 16-30 tömeg%-ot; Si-ból 13-30 tömeg%-ot; V és/vagy Mo-ból 2-28 tömeg%-ot; Nb és/vagy Ta-ból 2-25 tömeg%-ot; Zr és/vagy Ce-ból 2-15 tömeg%-ot; Ti-ból 2-14 tömeg%-ot; A1 és/vagy Ba-ból 1-15 tömeg%-ot; B és/vagy Be-ból 0,1-3,0 tömeg%-ot; C-ból 1- -5 tömeg%-ot; Fe-ból 5-20 tömeg%-ot és N-ből 1-10 tömeg%-ot tartalmaz. A szóbanforgó keveréket az ötvözetrendszerre vonatkoztatva előnyösen 5-17 kg/t mennyiségben alkalmazzuk. A találmány szerinti keverékben az ötvözök mennyisége, egymáshoz viszonyított aránya, valamint ötvözési módja biztosítja az acélgyártás, illetve a porbeles hegesztőhuzal hegesztésviszonyai között azokat az optimális fizikai-kémiai, fémfizikai feltételeket, amelyek érvényesülése az ipari vasalapú ötvözetrendszerekben a kohászati minőség javításával egyidöben a szilárdság jelentős növekedését idézik elő a képlékenységi tulajdonságok 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
