Ферротитан ГОСТ 4761-91 — лигатура для раскисления и микролегирования стали
Ферротитан ГОСТ 4761-91 — ферросплав, поставляемый в виде кусков неправильной формы, применяемый в сталеплавильном производстве для раскисления, легирования и модифицирования стали. Нормируемые характеристики по данному стандарту определяют химический состав сплава, гранулометрию и допустимое содержание примесей, что обеспечивает стабильное усвоение титана в металлической ванне.
Основное назначение ферротитана по ГОСТ 4761-91 — ввод титана в сталь с целью связывания свободного азота и серы, измельчения зерна и повышения прочностных свойств готового проката. В отличие от чистого титана, ферросплав имеет более высокую плотность и температуру плавления, близкую к температуре стального расплава, что исключает выбросы и обеспечивает равномерное распределение элемента по объему ковша.
Химический состав и маркировка
ГОСТ 4761-91 регламентирует несколько марок ферротитана, различающихся содержанием титана и предельным уровнем примесей. Базовое содержание Ti находится в диапазоне 20–70% в зависимости от марки. Основные контролируемые примеси — алюминий, кремний, медь, сера, фосфор и углерод. Для ответственных применений предусмотрены марки с пониженным содержанием алюминия, поскольку этот элемент влияет на вязкость стали и склонность к образованию оксидных включений.
| Марка | Ti, % | Al, % не более | Si, % не более | Cu, % не более |
|---|---|---|---|---|
| ФТи70 | 65–70 | 3,5 | 1,0 | 0,5 |
| ФТи35 | 30–35 | 5,0 | 3,0 | 1,0 |
| ФТи20 | 18–20 | 5,0 | 3,0 | 1,0 |
Фракционный состав ферротитана по ГОСТ 4761-91 нормируется в пределах 25–100 мм для основной массы поставки. Допускается содержание кусков размером менее 25 мм в количестве не более 5% от массы партии. Для вакуумной металлургии и точного дозирования может поставляться дробленая фракция 5–25 мм по согласованию с потребителем.
Применение в металлургических процессах
Ферротитан ГОСТ 4761-91 используется в следующих технологических операциях:
- раскисление конструкционных и низколегированных сталей в дуговых сталеплавильных печах и ковшевых агрегатах;
- микролегирование штрипсов, трубных марок стали и судостроительного проката для подавления роста аустенитного зерна;
- производство нержавеющих сталей аустенитного класса для стабилизации структуры против межкристаллитной коррозии;
- модифицирование чугуна в литейных цехах для получения перлитной структуры;
- выплавка жаропрочных сплавов на никелевой основе в вакуумных индукционных печах.
Ввод ферротитана осуществляется в ковш при выпуске плавки или в процессе доводки на агрегате ковш-печь. Оптимальная температура расплава для усвоения титана — 1580–1620 C. При более высоких температурах возрастает угар титана и образование нитридных включений, при более низких — ухудшается растворение кусков лигатуры.
Влияние на свойства стали
Титан, вводимый через ферротитан ГОСТ 4761-91, образует в стали дисперсные карбонитриды Ti(C,N), которые препятствуют росту зерна при нагреве под прокатку и термическую обработку. Это обеспечивает сочетание высокой прочности с достаточной ударной вязкостью при отрицательных температурах до –60 C. В низколегированных трубных сталях класса прочности К52–К65 ферротитан применяют совместно с ниобием и ванадием для комплексного дисперсионного упрочнения.
Для сталей, работающих в агрессивных средах, ввод титана в количестве 0,3–0,6% предотвращает выпадение карбидов хрома по границам зерен при сварке и последующей эксплуатации. Это критически важно для оборудования химической промышленности, теплообменников и трубопроводов высокого давления.
Условия хранения и входной контроль
Ферротитан ГОСТ 4761-91 поставляется в стальных барабанах, мягких контейнерах МКР или открытых деревянных ящиках с полиэтиленовым вкладышем. Сплав склонен к окислению при длительном хранении во влажной атмосфере, поэтому складские помещения должны быть сухими и защищенными от атмосферных осадков. При входном контроле проверяется химический состав каждой партии методом спектрального анализа и гранулометрический состав методом ситового рассева.
Вопросы и ответы
Какие марки ферротитана предусматривает ГОСТ 4761-91?
Стандарт устанавливает марки ФТи70, ФТи35, ФТи20 и промежуточные разновидности, различающиеся содержанием титана от 18 до 70% и предельным уровнем алюминия, кремния, меди и других примесей.
В чем отличие ферротитана от чистого титана при легировании?
Ферротитан имеет плотность около 5,5–6,0 г/см и температуру плавления 1450–1550 C, что обеспечивает погружение кусков в расплав без выбросов и более полное усвоение титана по сравнению с губчатым титаном.
Какой расход ферротитана требуется для микролегирования стали?
Для ввода 0,02–0,05% Ti в сталь расход лигатуры марки ФТи35 составляет 0,6–1,5 кг на тонну жидкой стали с учетом угара 20–30% в зависимости от способа ввода.
Допускается ли использование ферротитана в вакуумной металлургии?
Да, для вакуумно-индукционной плавки применяют марки с пониженным содержанием алюминия и газов, однако требуется предварительная просушка лигатуры при 150–200 C для удаления поверхностной влаги.
