Лигатура ванадий V-Al-Ti-C в Минске

Лигатура ванадий V-Al-Ti-C — состав, свойства и применение

Лигатура ванадий V-Al-Ti-C — комплексная алюмотермическая присадка, предназначенная для легирования сталей и сплавов ванадием, титаном и углеродом при одновременном раскислении металла алюминием. В отличие от чистого феррованадия, данная лигатура обеспечивает комплексное модифицирование расплава, что позволяет сократить количество вводимых присадок и повысить усвоение легирующих элементов.

Химический состав и структура

Лигатура системы V-Al-Ti-C производится методом алюминотермического восстановления ванадийсодержащего сырья с введением в шихту титановых материалов и углеродистого компонента. Типичный состав лигатуры включает:

• ванадий — 45–60 % (основной легирующий элемент);
• алюминий — 15–25 % (раскислитель и восстановитель);
• титан — 5–12 % (модификатор структуры);
• углерод — 3–8 % (карбидообразующий компонент);
• кремний, железо, примеси — остальное.

Структура лигатуры характеризуется наличием карбидных фаз типа VC и TiC, равномерно распределённых в алюминидной матрице. Такое строение обеспечивает стабильное растворение присадки в жидкой стали без образования тугоплавких конгломератов и неусвоенных включений.

Технология введения в расплав

Лигатуру V-Al-Ti-C вводят в сталеплавильный агрегат на завершающей стадии рафинирования или в ковш при внепечной обработке. Оптимальная температура расплава для введения присадки — 1580–1650 C. Кусковая лигатура фракцией 10–100 мм загружается в потоке аргона при продувке металла в ковше, что обеспечивает быстрое растворение и равномерное распределение легирующих элементов по объёму.

Благодаря наличию алюминия в составе, лигатура дополнительно выполняет функцию раскислителя, что особенно важно при выплавке полуспокойных и спокойных марок стали. Усвоение ванадия при использовании комплексной лигатуры достигает 92–97 %, что выше, чем при введении чистого феррованадия в сочетании с отдельными раскислителями.

Влияние на свойства сталей

Совместное введение ванадия и титана обеспечивает дисперсионное упрочнение стали за счёт выделения мелкодисперсных карбонитридных фаз V(C,N) и Ti(C,N) при термической обработке. Это позволяет:

• повысить предел текучести и временное сопротивление разрыву без потери пластичности;
• измельчить зерно аустенита при нагреве под закалку;
• повысить сопротивление хрупкому разрушению при отрицательных температурах;
• улучшить свариваемость за счёт снижения склонности к росту зерна в зоне термического влияния.

Титан, входящий в состав лигатуры, связывает свободный азот в стабильные нитриды, что предотвращает деформационное старение и повышает ударную вязкость металла. Углерод, присутствующий в лигатуре, компенсирует угар углерода при раскислении и способствует формированию карбидной фазы.

Применение в промышленности

Лигатура V-Al-Ti-C применяется при производстве следующих категорий продукции:

• микролегированные трубные стали классов прочности К52–К70 для магистральных газопроводов;
• низколегированные судостроенные стали повышенной хладостойкости;
• строительные стали с пределом текучести 345–460 МПа для металлоконструкций;
• рельсовые стали с повышенной износостойкостью;
• жаропрочные и жаростойкие сплавы на никелевой основе.

В агрегатах ковш-печь лигатура вводится после раскисления алюминием и корректировки химического состава по углероду. При производстве высокопрочных труб большого диаметра по технологии контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением применение комплексной лигатуры обеспечивает стабильность механических свойств по длине раската.

Преимущества перед раздельным легированием

Использование комплексной лигатуры V-Al-Ti-C вместо раздельного введения феррованадия, ферротитана и алюминия сокращает продолжительность легирования на 15–20 %, снижает угар ванадия и титана, а также уменьшает количество неметаллических включений в готовом металле. Отсутствие кремния в составе лигатуры позволяет применять её для сталей с ограниченным содержанием кремния, включая автолистовые и динамные марки.

Условия хранения и транспортировки

Лигатура поставляется в стальных барабанах или мягких контейнерах типа МКР с полиэтиленовым вкладышем. Хранение должно осуществляться в закрытых складских помещениях при относительной влажности не более 75 %. Не допускается хранение лигатуры на открытых площадках и контакт с атмосферными осадками, поскольку гидратация оксидных фаз на поверхности кусков снижает усвоение легирующих элементов при введении в расплав.

Вопросы и ответы