Лигатура цирконий для легирования сталей и сплавов
Лигатура цирконий ферросплавная продукция, применяемая для введения циркония в сталь, чугуны и жаропрочные сплавы на никелевой основе. Материал поставляется в виде кусков правильной формы, обеспечивающих стабильное усвоение элемента при расплавлении. Основное назначение модифицирование структуры, раскисление и связывание серы и азота в металлургических расплавах.
Химический состав и формы поставки
Циркониевые лигатуры выпускаются в нескольких марках, различающихся содержанием основного элемента и примесей. Стандартный диапазон содержания циркония от 35 до 75% по массе. В качестве сопутствующих компонентов присутствуют кремний, алюминий, железо. Остаточное содержание фосфора и серы ограничено на уровне до 0,02% каждой.
Геометрические параметры кусков: фракция от 5 до 50 мм, допускается поставка дробленой продукции с размером частиц от 0,2 до 5 мм для точного дозирования в порошковой проволоке. Плотность материала составляет от 6,2 до 7,1 г/см в зависимости от марки, температура плавления от 1300 до 1450C.
Технологические функции при выплавке
Введение циркония в расплав обеспечивает несколько металлургических эффектов:
- раскисление стали с образованием стабильных оксидов, не переходящих в неметаллические включения;
- связывание азота в нитриды, препятствующие старению низкоуглеродистых марок;
- измельчение первичной дендритной структуры слитка;
- нейтрализация вредного влияния свинца, сурьмы и олова в судостроительных сталях;
- повышение прокаливаемости и ударной вязкости низколегированных конструкционных сталей.
Усвоение циркония при введении в ковш перед разливкой составляет от 40 до 60%. При использовании порошковой проволоки с наполнителем из лигатуры степень усвоения возрастает до 7080%.
Применение в отраслях промышленности
Лигатура цирконий востребована в производствах, где требуется стабильность механических свойств при циклических нагрузках и низких температурах:
- трубопрокатное производство легирование штрипса для магистральных газопроводов категории прочности К52К60;
- судостроение корпусные стали с повышенной хладостойкостью до 60C;
- энергетическое машиностроение жаропрочные сплавы для лопаток газовых турбин;
- автомобильная промышленность высокопрочный чугун с шаровидным графитом;
- производство нержавеющих сталей стабилизация аустенитной структуры.
Контроль качества и условия хранения
Каждая партия лигатуры сопровождается сертификатом с указанием полного химического анализа. Отбор проб выполняется по ГОСТ 28051, контроль гранулометрического состава ситовым методом. Хранение осуществляется в закрытых складских помещениях на поддонах, исключающих контакт с влагой. Срок хранения не ограничен при соблюдении условий, исключающих окисление поверхности.
| Марка | Zr, % | Si, % | Al, % | Фракция, мм |
|---|---|---|---|---|
| ФСЦ-35 | от 35 до 40 | от 20 до 25 | до 3 | от 5 до 50 |
| ФСЦ-50 | от 48 до 55 | от 15 до 20 | до 2 | от 5 до 50 |
| АЦР-70 | от 68 до 75 | до 2 | от 5 до 8 | от 0,2 до 5 |
Особенности выбора марки
Для раскисления и модифицирования углеродистых сталей в мартеновских и электродуговых печах применяется лигатура с содержанием циркония от 35 до 50%. Для микролегирования низколегированных трубных сталей в установках ковш-печь предпочтительна лигатура с высоким содержанием циркония и минимальным количеством кремния. В чугунолитейном производстве используется лигатура с алюминием, способствующим графитизации.
Вопросы и ответы (FAQ)
Какое оптимальное содержание циркония в стали?
Для модифицирования достаточно введения от 0,02 до 0,15% циркония. При микролегировании трубных сталей содержание доводят до 0,10,2% для обеспечения требуемого комплекса прочностных характеристик.
В чем отличие лигатуры от ферроциркония?
Ферроцирконий содержит железо в качестве основного компонента-носителя. Лигатура может иметь кремниевую или алюминиевую основу, что обеспечивает иной характер взаимодействия с расплавом и другой уровень усвоения.
Какой способ введения обеспечивает максимальное усвоение?
Порошковая проволока с наполнителем из лигатуры фракции от 0,2 до 2 мм обеспечивает усвоение до 80%. Кусковая лигатура, вводимая под струю металла в ковш, дает усвоение от 40 до 60%.
Влияет ли лигатура на обрабатываемость стали резанием?
При содержании циркония до 0,1% обрабатываемость не ухудшается. Превышение указанного уровня может приводить к образованию абразивных нитридных включений, повышающих износ режущего инструмента.
