ДОБАВКИ, УМЕНЬШАЮЩИЕ РАЗМЕР ЗЕРНА СТАЛИ, СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

a
b
1. Материал для уменьшения размера зерен стали, отличающийся тем, что материал находится в форме композитного материала, содержащего неметаллические частицы (XS) в металлической матрице (Х), при этом Х представляет собой один или несколько из элементов, выбранных из группы Ce, La, Pr, Nd, Y, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, B, Nb, Mo и Fe, а S представляет серу, при этом указанный материал дополнительно содержит кислород, углерод и азот, при этом содержание серы находится между 2 и 30% от массы указанного материала, в то время как суммарное содержание кислорода, углерода и азота, и указанных других элементов из группы Х находится между 98 и 70% от массы указанного материала.
2. Материал по п.1, в котором содержание серы находится между 10 и 15% от массы указанного композитного материала, при этом суммарное содержание кислорода, углерода и азота, и указанных других элементов из группы Х находится между 90 и 85% от массы указанного композитного материала.
3. Материал по п.1, в котором содержание серы находится между 10 и 15% от массы указанного композитного материала, содержание кислорода, углерода и азота составляет менее 0,1% от массы указанного композитного материала, при этом указанный композитный материал дополнительно содержит балансовые количества других элементов из группы Х.
4. Материал по п.1, в котором указанный Х является одним или несколькими элементами, выбранными из группы Ce, La, Pr, Nd, Al и Fe.
a
b
5. Материал для уменьшения размеров зерна, отличающийся тем, что материал находится в форме композитного материала, содержащего неметаллические частицы (XO) в металлической матрице (Х), при этом Х представляет один или несколько элементов, выбранных из группы Ce, La, Pr, Nd, Y, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, B, Nb, Mo и Fe, при этом O представляет собой кислород, причем указанный материал дополнительно содержит серу, углерод и азот, при этом содержание кислорода находится между 2 и 30% от массы указанного материала, в то время как суммарное содержание серы, углерода и азота и указанных других элементов из группы Х находится между 98 и 70% от массы указанного материала.
6. Материал по п.5, в котором содержание кислорода находится между 10 и 15% от массы указанного композитного материала, при этом суммарное содержание серы и указанных других элементов из группы Х находится между 90 и 85% от массы указанного композитного материала.
7. Материал по п.5, в котором содержание кислорода находится между 10 и 15% от массы указанного композитного материала, при этом содержание серы, углерода и азота составляет менее 0,1% от массы указанного композитного материала, причем указанный композитный материал дополнительно содержит балансовые количества других элементов из группы Х.
8. Материал по п.5, в котором указанный Х является одним или несколькими элементами, выбранными из группы Y, Ti, Al, Mn, Cr и Fe.
7
3
a
b
a
b
9. Материал по любому из пп.1-8, в котором указанный композитный материал содержит по меньшей мере 10 содержащих XS или XO частиц на 1 мм указанного композитного материала.
a
b
a
b
max
min
max
min
d
<
×
d
>
×
(d
<
, d
>
)
10. Материал по любому из пп.1-8, в котором указанные частицы дисперсии, содержащие XS или XO, имеют средний диаметр частиц  в интервале от 0,2 до 5 мкм и общий диапазон диаметров частиц от 10 и 0,150 мкм0,02 мкм.
a
b
a
b
max
min
max
min
d
<
×
d
>
×
(d
<
, d
>
)
11. Материал по любому из пп.1-8, в котором указанные частицы дисперсии, содержащие XS или XO, имеют средний диаметр частиц  между 0,5 и 2 мкм и общий диапазон диаметров частиц от 5 и 0,210 мкм0,1 мкм.
a
b
a
b
9
3
12. Материал по любому из пп.1-8, в котором указанные частицы, содержащие XS или XO, имеют средний размер частиц около 1 мкм и максимальный диапазон диаметров частиц в интервале от 0,2 до 5 мкм и содержит примерно 10 частиц на 1 мм.
a
b
a
b
13. Материал по любому из пп.1-8, в котором указанные частицы, содержащие XS или XO, имеют средний размер частиц около 2 мкм и максимальный диапазон диаметров частиц в интервале от 0,4 до 10 мкм.
a
b
a
b
14. Материал по любому из пп.1-8, в котором указанные частицы, содержащие XS или XO, являются или сферическими, или фасеточными однофазными, или многофазными кристаллическими соединениями.
a
b
a
b
a
b
a
b.
15. Материал по любому из пп.1-8, в котором указанные частицы, содержащие XS или XO, включают на поверхности по меньшей мере одну вторичную фазу типа XС или XN
a
b
a
b
a
b
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
a
b
a
b
16. Материал по любому из пп.1-8, в котором указанные частицы, содержащие XS или XO, включают в себя по меньшей мере одну из следующих кристаллических фаз: CeS, LaS, MnS, CaS, TiO, AlCeO, γ-AlO, MnOAlO, CeO, LaO, YO, TiN, BN, CrN, AlN, Fe(B,C), V(C,N), Nb(C,N), BC, TiC, VC или NbC.
a
b
17. Способ уменьшения размеров зерен стали, отличающийся тем, что композитный материал для уменьшения размеров зерна, содержащий композицию неметаллических частиц (XS) и металлической матрицы (Х), в которой Х представляет один или несколько из элементов, выбранных из группы Ce, La, Pr, Nd, Y, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, B, Nb, Mo и Fe, а S представляет серу, при этом указанный композитный материал может дополнительно содержать кислород, углерод и азот, причем содержание серы находится между 2 и 30% от массы указанного композитного материала, а суммарное содержание кислорода, углерода и азота, и указанных других элементов из группы Х находится между 98 и 70% от массы указанного композитного материала, добавляют к жидкой стали в количестве между 0,05 и 5% от массы стали, при этом после добавки сталь разливают непрерывно или периодически.
a
b
18. Способ уменьшения размеров зерен стали, отличающийся тем, что композитный материал для уменьшения размеров зерна, содержащий композицию неметаллических частиц (XО) и металлической матрицы (Х), при этом Х представляет собой один или несколько из элементов, выбранных из группы Ce, La, Pr, Nd, Y, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, B, Nb, Mo и Fe, а О представляет кислород, причем указанный композитный материал дополнительно содержит серу, углерод и азот, при этом содержание кислорода находится между 2 и 30% от массы указанного композитного материала, в то время как суммарное содержание серы, углерода и азота, и указанных других элементов из группы Х находится между 98 и 70% от массы указанного композитного материала, добавляют к жидкой стали в количестве между 0,05 и 5% от массы стали, при этом после добавки сталь разливают непрерывно или периодически.
19. Способ по п.17 или 18, отличающийся тем, что композитный материал добавляют к жидкой стали в количестве от 0,1 до 0,5% от массы стали перед непрерывной разливкой стали.
9
3
6
3
20. Способ по п.17 или 18, отличающийся тем, что композитный материал, содержащий примерно 10 частиц на мм, добавляют к жидкой стали в количестве около 0,3% от массы жидкой стали перед непрерывной разливкой стали, обеспечивая тем самым численную плотность диспергированных частиц в расплаве стали приблизительно 3·10 частиц на мм.
21. Способ по п.17 или 18, отличающийся тем, что композитный материал добавляют к расплаву чистой стали, имеющей перед добавлением суммарное содержание серы и кислорода менее 0,002% от массы стали.
22. Способ по п.17 или 18, отличающийся тем, что композитный материал добавляют к жидкой стали или в форме порошка, или в виде гранул, или в виде тонкой ленты или стружки.
23. Способ по п.17 или 18, отличающийся тем, что композитный материал добавляют в жидкую сталь в форме проволоки с сердечником, имеющей алюминиевую оболочку.
24. Способ по п.17 или 18, отличающийся тем, что композитный материал добавляют в жидкую сталь в форме проволоки с сердечником, дополнительно включающей частицы размолотого Si или FeSi.
25. Способ по п.17 или 18, отличающийся тем, что композитный материал добавляют к расплавленной стали в ковш или в промежуточный ковш непосредственно перед разливкой или во время разливки.
26. Способ по п.17 или 18, отличающийся тем, что композитный материал добавляют к расплавленной стали в кристаллизаторе.
a
b
27. Способ изготовления композитного материала для уменьшения размера зерна в стали, при этом указанный композитный материал включает композицию неметаллических частиц XS и металлическую матрицу Х, отличающийся тем, что содержит следующие стадии: (плавление и резкое охлаждение)
смешивание по меньшей мере одного элемента Х, выбранного из группы Ce, La, Pr, Nd, Y, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, B, Nb, Mo и Fe, с источником серы и потенциально источником оксида с получением смеси;
плавление указанной смеси в печи в атмосфере защитного газа;
перегрев расплавленной смеси; и
резкое охлаждение (более 500°С/с) перегретого расплава для получения композитного материала, в котором содержание серы находится между 2 и 30% от массы указанного композитного материала, при этом суммарное содержание кислорода, углерода и азота, и указанных других элементов из группы Х находится между 98 и 70% от массы указанного композитного материала.
28. Способ по п.27, включающий выбор по меньшей мере одного элемента Х из группы Ce, La, Pr и Nd, при этом защитным газом является азот, аргон или гелий, причем быстрое охлаждение проводят центрифугированием расплава или распылением газом.
a
b
29. Способ изготовления композитного материала для уменьшения размера зерна в стали, при этом указанный композитный материал включает композицию неметаллических частиц XO и металлическую матрицу Х, отличающийся тем, что содержит следующие стадии:
смешение по меньшей мере одного элемента Х, выбранного из группы Ce, La, Pr, Nd, Y, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, B, Nb, Mo и Fe, с источником оксида и потенциально источником серы с получением смеси;
прессование указанной смеси с получением гранул; и;
восстановление указанных гранул в контролируемой атмосфере при температуре между 600°С и 1200°С для удаления избытка кислорода из указанных гранул, обеспечивающее композитный материал из стабильных оксидов в металлической матрице, в котором содержание кислорода находится между 2 и 30% от массы указанного композитного материала, в то время как суммарное содержание серы, углерода и азота, и указанных других элементов из группы Х находится между 98 и 70% от массы указанного композитного материала.
2
30. Способ по п.29, включающий выбор по меньшей мере одного элемента Х из группы Mg, Ti, Al, Mn, Cr и Fe и восстановление указанных гранул в газовой атмосфере, содержащей СО и/или Н, обеспечивающее композитный материал из стабильных оксидов в матрице из железа.
2
31. Способ по п.30, в котором атмосфера дополнительно содержит N.