Разработка СВС-технологии получения композиционной борсодержащей лигатуры для микролегирования стали

• Автор: Манашев, Ильдар Рауэфович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 113 с. : ил.

1.1 Современные технологии получения борсодержащих легирующих сплавов.

1.2 Самораспространяющийся высокотемпературный синтез боридов титана.

1.3 Борсодержащие стали

1.3.1 Стали с растворнным в металлической матрице бором

1.3.2 Стали с нитридом бора.

1.3.3 Высоколегированные стали с высоким содержанием бора.

ГЛАВА 2. Теоретические предпосылки получения композиционных борсодержащих лигатур методом СВС

2.1 Анализ диаграмм состояния систем ТьВ, БеВ, ТьРе.

2.2 Термодинамический расчт адиабатической температуры горения системы ТГВРе.

ГЛАВА 3. Закономерности СВсинтеза композиционных легирующих сплавов для микролегирования стали бором.

3.1 Методика проведения эксперимента на лабораторной СВСустановке.

3.2 Закономерности СВсинтеза композиционных легирующих сплавов на основе различных борсодержащих систем
ГЛАВА 4. Промышленная СВСтехнология производства композиционных борсодержащих лигатур для микролегирования стали
4.1 Характеристика цеха по производству СВСматериалов ООО НТПФ ЭТАЛОН.
4.2 Технологическая линия по производству композиционных борсодержащих лигатур СВСметодом.
Заключение.
Библиографический список.
ПРИЛОЖЕНИЕ А Технические условия ТУ 8 Легирующий материал Борид ферротитана.
ПРИЛОЖЕНИЕ В Технические условия ТУ 2 Борсодержащая лигатура
ПРИЛОЖЕНИЕ С Акт внедрения технологии производства композиционных борсодержащих сплавов для микролегирования стали на ООО НТПФ ЭТАЛОН
ПРИЛОЖЕНИЕ О Акт внедрения технологии производства порошковой проволоки с наполнителем Легирующий материал Борид ферротитана на
ОАО ММКМЕТИЗ.
ПРИЛОЖЕНИЕ Е Акт испытаний легирующего сплава Борид ферротитана в условиях ЭСПЦ ОАО ММК.
ВВЕДЕНИЕ


Вместе с тем, изза специфики традиционных плавильных технологий производства таких лигатур, они характеризуются низким содержанием бора и высокой стоимостью, а их применение становится экономически невыгодным. Поэтому перспективным способом получения композиционных борсодержащих лигатур является метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза СВС, обнаруженного в г. А.Г. Мержановым, И. П Боровинской, В. М. Шкиро. Сущность СВСмстода заключается в получении тугоплавких неорганических соединений путм сжигания смеси металлов или неметаллов в инертной или реагирующей атмосфере. СВсинтез происходит исключительно за счт тепла химических реакций синтеза, процесс не требует подвода энергии из внешних источников, он экологически безопасен и отличается высокой производительностью. Специально для синтеза материалов для сталеплавильного производства был разработан так называемый металлургический СВСпроцесс. В основу такого варианта СВСпроцесса были положены обменные бескислородные экзотермические реакции с использованием в качестве основных шихтовых материалов различных ферросплавов . Впервые такой процесс был осуществлн для получения нитрида феррованадия, используемого для выплавки низколегированных сталей 5, 6. Позже металлургический СВСпроцесс был приспособлен для производства и некоторых других лигатур 7. Легирующие материалы, полученные в режиме горения, обладают композиционной структурой, что способствует лучшему растворению и усвоению материала расплавом. При помощи СВСтехнологии открываются возможности получения композиций борсодержащих лигатур, которые невозможно получить с помощью традиционных плавильных печных технологий. Такие СВСлигатуры могли бы сочетать высокую концентрацию бора с высокой степенью его усвоения стальным расплавом. Это позволило бы экономически эффективно получать заданные количества бора в узких концентрационных пределах В связи с необходимостью выплавки высококачественных современных сталей для труб, авто и тракторостроения, строительства и др. СВСметодом борсодержащих легирующих сплавов для микролегирования стали актуальна и необходима для отечественной металлургии. СВСметода. Впервые показано, что СВсинтез в смесях борсодержащих и металлических порошков, при использовании в качестве борсодержащих компонентов таких соединений, как РеВ, ВС, Б1В6, А1В2 и др. Показано, что СВсинтез в рассматриваемых системах происходит за счет экзотермических реакций образования боридов титана. Обнаружена экстремальная зависимость скорости горения исследуемых смесей от исходной плотности образцов. Первоначально, с ростом исходной плотности образцов, скорость синтеза увеличивается до определнного максимума. Однако, ещ большее возрастание плотности приводит к снижению скорости горения, что наиболее вероятно связано с опережающим ростом теплопотерь из зоны горения. ООО НТПФ Эталон за помощь в проведении исследований. ГЛАВА 1. В природе бор не встречается в свободном виде. Залежи бора присутствуют в виде рудных кислородсодержащих соединений, основными из которых являются тинкал, кернит, колеманит и другие минералы, представленные в таблице 1. Основные месторождения борных минералов находятся в США и Турции, на долю которых приходится более мировых запасов здесь и далее в работе массовые доли процентов 8. Россия располагает значительными запасами минералов бора, разведанными на Дальнем Востоке, Памире, Северном Кавказе, Якутии, Забайкалье и др. Таблица 1. Минерал Химическая формула Содержание Вз, масс. XX века. С того времени способ легирования стали бором не изменился по сегодняшний день для введения бора в металл используют борсодержащие легирующие сплавы. Основным легирующим материалом, используемым для борного легирования стали, остатся ферробор сплав на основе железа, традиционно содержащий от до бора. В России ферробор производится в соответствии с ГОСТ 8, химический состав материала представлен в таблице 1. Качество ферробора, регламентированное в стандартах других стран, близко к качеству российского сплава. В таблице 1. Таблица 1. Таблица 1. А2 1. В1 . В2 . Германия ОШ 7 РеВ 0. I 4 0Т5 0,5 0,1 0. Ге 0. РеВС 2 4 0,5 0. РеВ 0. РВЬ2 0. Индия Б 2РсВ 2 4 0,5 0. РеВ 2 4 0,5 0, 0, 0. РеВ 2 4 0. РсВ 0. РсВ 0,5 4 6 I 0, 0.