Новые азотсодержащие лигатуры СВС на основе нитрида хрома

Исследование процесса высадки двухфланцевых шипов,

Андреев В.ВГун Г. С., Рубин Г.Ш., Ульянов А.Г.

пряженно-деформированного состояния процесса деформации и оценки свойств готового изделия, но и в расчете энергосиловых параметров процесса.

Посредством компьютерного моде -лирования для обеих схем получены зависимости работы деформирования от времени протекания процесса на последнем формообразующем переходе (рис. 6). Ввдно, что работа деформации, а соответственно и энергозатраты на производство, меньше при использовании схемы № 2.

Анализируя полученные результаты, основанные на компьютерном моделировании процесса высадки корпуса шипа противоскольжения в среде «рйэгт», можно отметить, что технологическая схема высадки № 2 является предпочтительной при производстве в связи с малым максимальным значением эффективного напряжения Кст=1,25, однород-ностью механических свойств и минимальными энергозатратами.

Рис. 6. Зависимость работы деформации от времени процесса:

I - технологическая схема № 1;

II - технологическая схема № 2

Библиографический список

1. Гун Г.С. Квалиметрическиемоделиуправления качеством металлопродукции // Вестник МГТУ. 2003. № 1. С. 102-108.

2. Исследование процесса осадки при однокомпонентном и комбинированном нагружении посредством компьютерного моделирования / Михаленко Ф.П., Шнейберг А.М., Пудов A.C., Кошелев О.С. // Кузнечно-штамповочное производство. 2007. № 8. С. 31-39.

3. К выбору технологии изготовления шипов противоскольжения для автомобилей / Закиров Д.М., Сабадаш А.В., Галиах-метов Т.Ш., Рубин Г.Ш., Андреев В.В. // Метиз. 2006. С. 42-47.

УДК 669.1

Букреев А.Е., Манашев И.Р., Никифоров Б.А., Бигеев В.А.

НОВЫЕ АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ ЛИГАТУРЫ СВС НА ОСНОВЕ НИТРИДА ХРОМА

Несмотря на существенное преимущество азотсодержащих сталей по сравнению с другими конструкционным и материалам и [1], в России их производство находится на низком уровне [2]. Связано это с технологическими трудностями получения заданного содержания азота в стали.

Среди множества различных способов легирования стали азотом наибольшее применение полу -чили методы с использованием азотированных лигатур [3]. В основном отечественные предпри-

ятия используют азотированные марганец марки МрН4А или феррохром марки ФХН600А. Производят их в электропечах высокотемпературной обработкой исход ных сплавов азотсодержащим газом. Технология получения характеризуется большой продолжительностью и расходом значительного количества электроэнергии, отсюда и высокая стоимость продукта [4]. Кроме того, в традиционных азотсодержащих материалах содержится не более 6-8% азота. ---------------------------49

Букреев А.Е., Манашев И.Р., Никифоров Б. А., Бигеев В. А.

Новыеазотсодержащиелигамуры С ВС на основе.

Специально для выплавки высокоазотистых сталей разработаны новые высокоазотистые лигатуры на основе хрома, полученные по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), основанной на способности целого ряда неорганических веществ и соединений вступать в экзотермическую реакцию, распространяющуюся по объему реакционной среды в волновом режиме. Высокое качество СВС-продуктов, а также возможность быстрого получения широкой номенклатуры материалов в требуемых количествах способствует их успешному применению для решения различных практических задач.

Как технологический подход, метод СВС по комплексу показателей превосходит традиционные методы синтеза с использованием высокотемпературных печей и имеет большие перспективы в промышленности современных материалов, ин-терметаллидов и композитов [5]. СВ-сингез позволяет развить технологические и экономические предпосылки производства материалов, получение которых с помощью других приемов невыгодно, а порой и невозможно. В работе [6] указывается об успешном использовании СВС-технологии в получении азотированного феррованадия. ООО «НТПФ «Эталон» освоена промышленная технология производства СВС - азотированного ферросилиция [7], однако освоение производства азотированного хрома методом СВС сопряжено с рядом трудностей.

Основной проблемой при синтезе азотированного хрома методом СВС является низкая энтальпия реакций Cr + 1/2N2 ^ CrN (118 кДж/моль) и 2Cr + 1/2N2 ^ Cr2N (105,51 кДж/моль). Существует ряд решений по совершенствованию режима горения хрома в азоте [8, 9]: разбавление исходной шихты веществами, имеющими высокую температуру горения в среде азота, такими как кремний, алюминий, титан и т.д. (Si, Al, Ti, Nb), измельчение хрома до мелкодисперсной фракции (<40 мкм), предварительный подогрев шихты пе-ред синтезом, повышение давления азота в системе. Однако реализация данных решений, безусловно , приводит к удорожанию лигатуры и ставит под сомнение эффективность СВС в производстве азотированных материалов на основе хрома.

Разработан альтернативный способ получения азотированного хрома в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, основанный на проведении в реакторе нескольких экзотермических реакций одновременно, например:

Азотированный хром СВС

2Cr +N2 ^ 2CrN; Al + N2 ^ 2A1N.

При образовании нигрвда алюминия избыток тепла расходуется на дополните льный нагрев хрома, тем самым поддерживая фильтрационный режим горения системы Cr-N. В результате синтезируются два продукта: лигатура на основе нитрида хрома и огнеупорный материал на ос но -ве нигрвда алюминия. Регулируя расположение данных материалов в реакторе, варьируя соот-ношением их объема и массы, удалось существенно изменять тепловой режим горения хрома и тем самым получить материал с различной структурой (см. рисунок). Полученный нитрид алюминия обладает высокой химической стойкостью и в мелкодисперсном ввде может быть использован как важнейший компонент в огнеупо-pax для цветной металлургии.

Про плав ленный азотированный хром содержит до 12% азота и имеет высокую плотность до 6,5 г/см3. Спеченный азотированный хром содержит до 21% азота, и может использоваться в качестве наполнителя порошковой проволоки для обработки жвдкой стали. Кроме того, данные материалы находят и другое применение. Так, опытная партия в 500 кг тонкомолотого спеченного азотированного феррохрома СВС с содержанием азота 11,4% прошла успешные испытания при изготовлении наплавочных электродов на предприятии ЗАО «Электродный завод» (г. Санкт-Петербург). Новый продукт был реко-мевдован для производства электродов марки ЭЛЗ-НВ-1 взамен дефицитному азотированному феррохрому ФХН 600А.

Таким образом, разработан новый способ производства азотсодержащей лигатуры на основе нигрвда хрома. Также проведено промышленное испытание полученных материа-лов. В дальнейшем планируется совершенствование данной технологии для внедрения в се -рийное производство.

Новыеазотсодержащиелигатуры СВСна основе,

Букреев А.Е., Манашев И.Р, Никифоров Б. А., Бигеев В. А.

Библиографический список

1. О роли стали в XXI веке /О.А. Банных // Электрометаллургия. 2005. № 5. С. 6-10.

2. Место коррозионно-стойкой стали в мировой металлургии / А.Е. Семин, Ю.И. Уточкин, Е.А. Родионова // Электрометаллургия. 2006. № 1. С. 2-9.

3. Легирование стали азотом / Свяжин А.Г. // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1990. № 6. С. 23-32.

4. Гасик М .И., Лякишев Н.П., Емлин Б.И. Теория и технология производства ферросплавов. М.: Металлургия, 1988. 784 с.

5. Мержанов А. Г. Твердопламенное горение. Черноголовка: Исман, 2000. 224 с.

6. Зиатдинов М.Х. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез азотированного феррованадия: Дис. ... канд. техн. наук. Томск, 1982.

7. Технология получения азотированного ферросилиция и результаты его применения в металлургическом производстве / И.М. Шагохин, MX. Зиатдинов // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 2007. № 6. С. 23-32.

8. А. с. 589219 СССР, М Кп. С21С 7/00. Способ получения литого азотированного ферросплава.

9. Пат. 2797156 США, Н.Кл. 75-28. Nitrogen-bearing ferrochromium.

УДК 621.771 Сычков А.Б.

ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ОКАЛИНЫ И СПОСОБНОСТЬ ЕЕ К УДАЛЕНИЮ ПЕРЕД ВОЛОЧЕНИЕМ КАТАНКИ

Существует [1-3] дифференциация температур вигкообразования на линии Б1е1шот для химине-ского и механического удаления окалины с поверхности катанки перед ее волочением. В основном для механического удаления окалины предлагается более высокая температура (~900°С), а химического способа - более низкая температура (~850°С). Однако следует иметь в ввду погрешность пирметров, которая предопределяет некоторые колебания этих температур как в большую, так и в меньшую стороны. Так, например, в условиях СЗАО ММЗ [4, 5] оптимальной температурой вигкообразования для катанки как из низко-, так и высокоуглеродистой марок стали, предназначенной для механического удаления окалины, является температура ~950°С. При этой температуре формируется однородная окалина, практически на 100% состоящая из вюстига (БеО), который имеет минимальную адгезию к поверхности металлоос-новы и наилучшим образом (полностью) удаляет -ся механическим способом. Однако, чтобы сохранить в процессе охлаждения металла после вигкообразования на линии Б1е1шог вюстигную составляющую и предотвратить ее распад на магнетит (Бе3О4), обладающий высокой адгезией к металло-основе и соответственно плохой способностью к удалению с поверхности катанки, внедрена технология ускоренного охлаждения металла вентиляторным воздухом в диапазоне температур 570...400°С. И даже для катанки сварочного назна-чения из низкоуглеродистой легированной крем -немарганцевой стали типа Св-08Г2С [5], для кото-

рой не применяется ускоренное вентиляторное охлаждение в температурном диапазоне распада вюстига (570...400°С), при хорошей системе механического окалиноудаления обеспечивается удовлетворительное удаление окалины с формированием светлой металлической поверхности катанки перед волочением, что обеспечивает блестящий товарный вид поверхности омедненной проволоки из такой катанки.

В то же время вышеуказанный технологический режим двустадийного охлаждения углеродистой катанки (температура вигкообразования 1В/У«950°С, блоки струйного охлаждения БСО: ~4...6 шт. х 600...800 мин"1 и до 6 х 1480 мин"1 для различных диаметров катанки [6]) обеспечивал также и удовлетворительную травим ость катанки. Однако, по сообщениям некоторых потребителей, травление такой катанки периодически проходит неудовлетворительно. Так, наблюдается бурление травильной ванны, что можно связать с выделением водорода при перетраве. Возможно и неполное удаление окалины, что пред -положительно обусловлено разным составом окалины (БеО + Бе3О4, хотя это исключается технологией на линии Б1е1шот). Происходит также частичное осыпание окалины по периметру катанки при погрузочно-разгрузочных и транс -портных работах за счет относительно большей толщины вюстигной окалины, сформированной при 950°С. Это обусловливает разную трави -мость окалины с элементами пере/недотрава и появлением так называемых «бластеров» - пузы-