Лигатура никель в слитках NiCr — легирующий компонент для прецизионных сплавов
Лигатура никель в слитках NiCr — это промежуточный сплав системы никель–хром, предназначенный для введения хрома в никелевые и железоникелевые расплавы. В отличие от чистого хрома, который требует высоких температур плавления и характеризуется значительным угаром, слитки NiCr обеспечивают растворение хрома при более низких температурах и с минимальными потерями легирующего элемента. Лигатура поставляется в виде мерных слитков, что упрощает дозирование при загрузке в плавильные агрегаты.
Металлургические особенности применения
Основное назначение слитков NiCr — корректировка химического состава при выплавке жаропрочных, жаростойких и прецизионных сплавов с высоким электросопротивлением. Использование лигатуры позволяет снизить температуру перегрева расплава на 80–120 C по сравнению с введением металлического хрома, что уменьшает газонасыщение металла и сокращает продолжительность плавки. Лигатура NiCr характеризуется плотной структурой без усадочных раковин и неметаллических включений, что обеспечивает стабильное усвоение хрома на уровне 95–98%.
Слитки NiCr применяются при производстве:
- прецизионных сплавов с высоким омическим сопротивлением (Х20Н80, Х15Н60, Х23Н5Т);
- жаропрочных никелевых сплавов для газотурбинных установок;
- жаростойких сплавов для печной арматуры и нагревательных элементов;
- коррозионностойких никельхромовых и никельхроммолибденовых сталей;
- электродных покрытий и сварочных материалов специального назначения.
Химический состав и структура
Содержание хрома в лигатуре NiCr составляет 20–60% в зависимости от марки, остальное — никель. Контролируемое содержание примесей (углерод, кремний, фосфор, сера) обеспечивает стабильность свойств конечного сплава. Слитки имеют мелкокристаллическую структуру, что ускоряет растворение лигатуры в жидкой ванне и предотвращает локальную ликвацию хрома.
| Марка лигатуры | Содержание Cr, % | Содержание Ni, % | Примеси, не более, % | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|
| NiCr20 | 18–22 | основа | C 0,05; Si 0,3 | Прецизионные сплавы сопротивления |
| NiCr30 | 28–32 | основа | C 0,08; Si 0,4 | Жаростойкие сплавы |
| NiCr50 | 48–52 | основа | C 0,10; Si 0,5 | Коррозионностойкие стали |
Условия ввода и плавки
Слитки NiCr загружаются в расплав после расплавления основной шихты при температуре 1550–1650 C. Рекомендуется присаживать лигатуру порциями в зону интенсивного перемешивания металла — под струю дуги в дуговых печах или в зону действия индуктора в печах ИЧТ. После введения лигатуры необходима выдержка расплава в течение 10–15 минут для полного растворения и гомогенизации состава. Слитки не требуют предварительного подогрева, однако при хранении на открытых площадках перед загрузкой их следует просушить при 120–150 C для удаления поверхностной влаги.
Преимущества использования слитков NiCr
Применение лигатуры никель-хром в слитках обеспечивает более точное попадание в заданный химический состав по сравнению с введением феррохрома или металлического хрома. Это особенно важно при выплавке сплавов с узкими допусками по содержанию легирующих элементов, например, для нагревательных элементов печей сопротивления, работающих при температурах до 1200 C. Лигатура также снижает себестоимость плавки за счет сокращения расхода раскислителей и уменьшения продолжительности доводки металла.
Вопросы и ответы
Какая температура плавления лигатуры NiCr?
Температура плавления слитков NiCr находится в диапазоне 1340–1420 C в зависимости от содержания хрома. Чем выше доля хрома, тем выше температура плавления лигатуры.
В каких плавильных агрегатах используется лигатура NiCr?
Лигатура пригодна для индукционных печей (ИЧТ, ИСТ), дуговых сталеплавильных печей и вакуумных индукционных печей. В вакуумных печах слитки NiCr обеспечивают минимальное газонасыщение расплава.
Каков угар хрома при использовании лигатуры?
Угар хрома при введении через лигатуру NiCr составляет 2–5%, что существенно ниже, чем при введении чистого хрома (8–12%). Это достигается за счет снижения температуры перегрева и сокращения времени выдержки.
Как хранить слитки NiCr?
Слитки следует хранить в сухих закрытых помещениях на деревянных поддонах или стеллажах. Допускается кратковременное хранение под навесом при условии защиты от атмосферных осадков. Перед загрузкой в печь слитки с признаками коррозии необходимо подвергнуть дробеструйной обработке.
