Феррониобий FeNb60Ta5A16Sn — состав, свойства и применение
Феррониобий FeNb60Ta5A16Sn — легирующая лигатура на основе ниобия с регламентированным содержанием тантала, алюминия и олова. Марочный состав нормирует массовую долю ниобия на уровне 60 %, тантала — 5 %, алюминия — 16 % и олова — в пределах, установленных техническими условиями. Материал поставляется в виде дроблёных кусков неправильной формы, что обеспечивает удобство дозирования при введении в сталеплавильный агрегат.
Основное назначение FeNb60Ta5A16Sn — микролегирование низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Ниобий, вводимый в расплав, связывает углерод и азот в мелкодисперсные карбонитриды, что обеспечивает дисперсионное упрочнение ферритной матрицы. Тантал в составе лигатуры выполняет функцию стабилизатора карбидной фазы, повышая устойчивость механических свойств при повышенных температурах. Алюминий выступает раскислителем и способствует формированию мелкозернистой структуры, а олово оказывает модифицирующее воздействие на границы зёрен.
Технологические особенности введения
Лигатура FeNb60Ta5A16Sn вводится в ковш при выпуске плавки или в агрегат ковш-печь. Оптимальная температура расплава для усвоения ниобия — 1580–1620 C. Расход материала зависит от требуемого содержания ниобия в готовой стали и обычно составляет 1,5–4,0 кг на тонну жидкой стали при микролегировании до 0,05–0,08 % Nb. Усвоение ниобия из данной лигатуры достигает 92–97 % при условии равномерного перемешивания продувкой аргоном.
Гранулометрический состав поставляемой продукции регламентируется фракциями 5–50 мм и 10–100 мм. Для установок порошковой проволоки предусмотрена фракция 0,5–3,0 мм. Насыпная плотность материала — 3,2–3,8 г/см, температура плавления — 1450–1550 C.
Влияние на свойства сталей
Микролегирование ниобием с использованием FeNb60Ta5A16Sn обеспечивает:
- повышение предела текучести на 80–120 МПа без снижения пластичности;
- измельчение ферритного зерна до балла 9–11 по ГОСТ 5639;
- увеличение ударной вязкости при отрицательных температурах до –60 C;
- сопротивление водородному растрескиванию в сероводородсодержащих средах;
- стабильность механических свойств после термической обработки.
Применение в промышленности
FeNb60Ta5A16Sn применяется при производстве трубной стали классов прочности К52–К65 для магистральных газопроводов, работающих при давлении до 12 МПа. Лигатура востребована в судостроении для листового проката категорий прочности А36–D36, эксплуатируемого при температурах до –40 C. В автомобилестроении материал используется для микролегирования высокопрочных низколегированных сталей, идущих на штампованные детали несущих систем.
Дополнительно FeNb60Ta5A16Sn применяется в производстве железнодорожных рельсов повышенной износостойкости, мостовых конструкций и элементов бурового оборудования, работающих в условиях циклических нагрузок.
Химический состав и контроль качества
| Элемент | Массовая доля, % | Метод контроля | Типичное значение | Допустимое отклонение |
|---|---|---|---|---|
| Nb | 58–62 | Рентгенофлуоресцентный | 60,5 | 1,0 |
| Ta | 4,0–6,0 | Атомно-эмиссионный | 5,2 | 0,5 |
| Al | 14–18 | Титриметрический | 16,0 | 1,0 |
| Sn | 0,5–2,0 | Атомно-абсорбционный | 1,2 | 0,3 |
Контроль химического состава выполняется на каждой партии. Дополнительно проверяется отсутствие посторонних включений, расслоений и окисленных поверхностей. Хранение материала осуществляется в закрытых складских помещениях при влажности не более 60 %.
Вопросы и ответы
Какая фракция FeNb60Ta5A16Sn оптимальна для введения в ковш?
Для введения в ковш при выпуске плавки применяется фракция 10–100 мм. Мелкая фракция 5–50 мм используется в агрегатах ковш-печь, где обеспечивается интенсивное перемешивание расплава.
Какое усвоение ниобия обеспечивает FeNb60Ta5A16Sn?
Усвоение ниобия составляет 92–97 % при температуре расплава 1580–1620 C и продувке аргоном в течение 5–8 минут после введения лигатуры.
Влияет ли олово в составе лигатуры на свариваемость стали?
Содержание олова до 2 % в лигатуре не оказывает негативного влияния на свариваемость, поскольку в готовой стали его концентрация не превышает 0,002–0,005 %.
Какие стали легируют FeNb60Ta5A16Sn?
Лигатура применяется для микролегирования трубных сталей классов прочности К52–К65, судостроительных сталей А36–D36, высокопрочных низколегированных сталей для автомобилестроения и рельсовых сталей.
