Ферровольфрам: состав, марки и применение в металлургии
Ферровольфрам легирующая лигатура на основе железа и вольфрама, применяемая при выплавке инструментальных, быстрорежущих, жаропрочных и нержавеющих сталей. Вводится в расплав для формирования карбидной фазы, повышения красностойкости, твёрдости и износостойкости готового проката. Основной носитель вольфрама в шихте при производстве сталей специального назначения.
Химический состав и требования к качеству
Содержание вольфрама в сплаве регламентируется ГОСТ 1729393 и составляет от 65 % до 80 % в зависимости от марки. Основные контролируемые примеси углерод, кремний, фосфор, сера, медь, олово, сурьма и мышьяк. Для ответственных применений ограничивается содержание цветных металлов, снижающих пластичность стали и провоцирующих красноломкость при горячей деформации.
Поставляется в виде кусков дроблёной лигатуры фракцией от 10 до 100 мм. Допускается наличие пылевидной фракции не более 5 % от массы партии. Поверхность кусков не должна иметь следов окисления и ржавчины, влияющих на усвоение вольфрама при раскислении.
| Марка | W, % | C, % | Si, % | P, % |
|---|---|---|---|---|
| ФВ80 | от 78 до 80 | до 0,10 | до 0,30 | до 0,03 |
| ФВ75 | от 73 до 78 | до 0,15 | до 0,40 | до 0,04 |
| ФВ70 | от 68 до 73 | до 0,20 | до 0,50 | до 0,05 |
Технология выплавки и особенности усвоения
Ферровольфрам получают алюминотермическим или электросиликотермическим способом из вольфрамового концентрата. Восстановление триоксида вольфрама протекает с выделением значительного количества тепла, что позволяет вести процесс без внешнего подогрева. После рафинирования и разливки слитки дробят и сортируют по фракциям.
Усвоение вольфрама из лигатуры при введении в сталеплавильный агрегат достигает от 95 % до 98 %. Присадку проводят в период доводки плавки после раскисления, при температуре металла от 1600 до 1650 C. Вольфрам тугоплавкий элемент с температурой плавления около 3420 C, поэтому растворение кусков лигатуры требует выдержки расплава в течение 1530 минут с продувкой инертным газом для гомогенизации.
Применение в производстве сталей и сплавов
Основной объём ферровольфрама потребляется при выплавке быстрорежущих сталей типа Р6М5, Р18 и их модификаций. Вольфрам образует сложные карбиды типа M6C, обеспечивающие твёрдость от 63 до 66 HRC после термической обработки и сохранение режущих свойств при нагреве до 600650 C.
В инструментальных сталях для холодной штамповки вольфрам повышает прокаливаемость и сопротивление разупрочнению при отпуске. В жаропрочных никелевых сплавах лигатура используется для упрочнения твёрдым раствором и карбидным механизмом при рабочих температурах до 1000 C.
- Быстрорежущие стали для металлорежущего инструмента
- Штамповые стали горячего и холодного деформирования
- Жаропрочные сплавы для газотурбинных двигателей
- Электроды и сварочная проволока специального назначения
- Твёрдые сплавы на основе карбида вольфрама
Упаковка, транспортировка и условия хранения
Лигатуру отгружают в стальных барабанах по 50100 кг, мягких контейнерах типа МКР до 1000 кг или навалом в специализированных контейнерах. При хранении необходимо исключать контакт с влагой и атмосферными осадками окисленная поверхность снижает степень усвоения вольфрама и увеличивает угар при введении в расплав.
Срок хранения не ограничен при соблюдении условий складирования в закрытых помещениях или под навесом. Перед присадкой рекомендуется контроль химического состава каждой партии для корректировки расчёта шихты.
Вопросы и ответы (FAQ)
Какая фракция ферровольфрама оптимальна для дуговой печи?
Для дуговых сталеплавильных печей применяют куски фракцией от 20 до 80 мм. Мелкая фракция от 10 до 20 мм используется при введении в ковш или в установках печь-ковш для ускоренного растворения.
Как влияет содержание углерода в ферровольфраме на качество стали?
Повышенное содержание углерода в лигатуре требует корректировки расчёта шихты по углероду. Для сталей с узкими пределами по углероду применяют марки ФВ80 с содержанием C до 0,10 %.
Допустимо ли использовать ферровольфрам при выплавке нержавеющих сталей?
Да, вольфрам вводят в нержавеющие стали аустенитного класса для повышения прочностных характеристик и сопротивления питтинговой коррозии. При этом контролируют содержание ферритной фазы.
Какие примеси наиболее критичны в ферровольфраме?
Наиболее критичны олово, сурьма и мышьяк, вызывающие красноломкость стали при горячей прокатке. Содержание каждого из этих элементов ограничивается на уровне до 0,020,05 % в зависимости от марки.
