Композитний матеріал для зменшення розміру зерна у феритних або аустенітних сталях (варіанти), спосіб зменшення розмірів зерна у феритних або аустенітних сталях (варіанти), спосіб виготовлення композитного мате

Реферат: Даний винахід належить до нового типу композитних матеріалів для зменшення розмірів зерна в феритних або аустенітних сталях, що містить високу об'ємну частку спеціально виготовлених дисперсних частинок з метою дії як потужних центрів гетерогенного зародкотворення для кристалів заліза під час твердіння і наступної термомеханічної обробки сталі. Матеріал включає композицію частинок XaSb або ХаОb і елемент (елементи) X, де Х представляє один або декілька з елементів, вибраних з групи Се, La, Pr, Nd, Y, Ті, А1, Zr, Ca, Ва, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, В, Mb, Mo і Fe, і S представляє сірку (О представляє кисень), де зазначений матеріал додатково містить кисень, сірку, вуглець і азот, де вміст сірки (або кисню) знаходиться між 2 і 30 % від маси зазначеного матеріалу, у той час як сумарний вміст кисню (або сірки), вуглецю й азоту, і зазначених інших елементів, вибраних з групи X, знаходиться між 98 і 70 % від маси зазначеного матеріалу, і зазначений матеріал містить високу об'ємну частку дрібнодиспергованих частинок XaSb або ХаОb, вбудованих у металеву матрицю X. Винахід належить далі до варіантів способів одержання і використання композитного матеріалу. UA 98301 C2 (12) UA 98301 C2 UA 98301 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід належить до композитного матеріалу для сталі, який зменшує розмір зерна, способів виготовлення таких композитів для сталі, що зменшують розмір зерна і способів зменшення розмірів зерен сталі. Сталі можуть бути і феритними, і аустенітними сталями. Потреба в матеріалах з поліпшеними характеристиками і з оптимальним поєднанням властивостей постійно стає більш критичною. Для сталей мікроструктура визначає кінцеві механічні властивості і, отже, бажаний профіль властивостей вимагає створення належним чином підібраної мікроструктури. Традиційним шляхом одержання дрібнозернистої мікроструктури, яка дає оптимальне поєднання міцності й ударної в'язкості, є шлях через термомеханічну обробку. При такій обробці може бути легко досягнутий ефективний розмір феритового зерна набагато нижче 5 мкм навіть у товстих сталевих пластинах. Крім того, застосування передових методів рафінування в ковші для розкиснення і десульфурації привело до додаткового поліпшення якості за рахунок загального зниження вмісту кисню і сірки в сталі. Концентрація домішок відображає кількість неметалевих включень, присутніх в сталі у вигляді оксидів і сульфідів. Шкідливий вплив включень на якість сталі виникає через їхню здатність діяти як центри ініціації для мікропустот і тріщин відколу під час роботи. Отже, використання чистих сталей звичайно розглядається як перевага з точки зору ударної в'язкості. Включення не завжди викликають проблеми в сталі. Може бути використаний каталітичний ефект включень на розвиток мікроструктури і під час твердіння, і у твердому стані завдяки їх здатності діяти як сильні гетерогенні центри зародкотворення для різних типів продуктів фазового переходу, таких як ферит і аустеніт. У цьому випадку ключовою проблемою є керування розподілом розмірів включень під час стадії виробництва, яка є найбільш відповідальною. Тому успішний результат залежить від того, чи можуть і максимальний, і мінімальний діаметри, а також середній розмір включень у сталі в литому стані втримуватися в дуже вузьких (заданих) межах. Це є результатом двох конфліктуючих вимог. З одного боку, субмікронний розмір частинок нижчий, скажімо, 0,2-0,4 мкм спричиняє, що включення починають втрачати свою здатність до зародкотворення, тому що викривлена поверхня поділу підвищує зв'язаний енергетичний бар'єр проти гетерогенного зародкотворення. З іншого боку, якщо розмір включень значно більший, ніж 2-4 мкм, вони стають шкідливі з точки зору ударної в'язкості. У той же час швидко падає чисельна щільність, що в свою чергу підвищує розмір зерна в готовій сталі. За таких умов схований потенціал зменшення розміру зерна в сталі знижується до такого ступеня, який робить зменшення розміру зерна за рахунок включень неможливим з точки зору кінетики фазових переходів. Для того, щоб сприяти зменшенню розмірів зерна, використовуючи активні включення в сталях, можна іти двома шляхами. Звичайним шляхом, який широко застосовувався в минулому, є створення зародкотвірних включень у системі під час одержання сталі модифікуванням під час розкиснення і десульфурації. Це призвело до розробки нових сортів сталі, де значна частина зменшення розмірів зерна досягнута завдяки гетерогенному зародкотворенню фериту або аустеніту на активних включеннях, що супроводжує охолодження, через фазові переходи в різних інтервалах. На жаль, неконтрольоване укрупнення включень у рідкій сталі перед отвердженням ще являє собою головну проблему під час сталеплавильного процесу, означаючи, що ці нові сорти сталі не знайшли широкого застосування. Однак, ідучи новим шляхом і використовуючи спеціально розроблені добавки, які забезпечують одержання дрібних зерен, що містять тонко розподілені зародкотвірні частинки (які потім додаються до рідкої сталі до операції лиття), можна досягти поліпшених умов для зменшення розмірів зерна під час наступної переробки сталі без погіршення ударної в'язкості. Це є добре перевіреною технологією при литті алюмінієвих сплавів, яка пізніше була перенесена в сектор чорної металургії. За умови, що чисельна щільність і об'ємна частка одержуваних частинок мають правильний порядок величини, використання таких добавок, які забезпечують одержання дрібних зерен, може уможливити одержання нових сортів сталі за умови, що вони не чинять негативного впливу на сам процес виплавляння сталі. WO 01/57280 описує сплав для зменшення розмірів зерна для сталі, що містить між 0,001 і 2 % мас. кисню або сірки. Відзначимо, що термін "сплав" у цьому контексті означає добавку для зменшення розмірів зерна на металевій основі, яка завжди має низький вміст неметалевих елементів: О і S. Однак при зменшенні розміру зерна сталі кисень і сірка є ключовими елементами, що керують об'ємною часткою і чисельною щільністю частинок зародкотвірних включень у литому продукті. У такий спосіб для того, щоб досягти бажаної міри подрібнювання зерна під час наступної переробки сталі, сплав, що зменшує розміри зерна, описаний у WO 01/57280, повинний бути доданий у кількості, яка щонайменше перевищує один масовий відсоток від маси рідкої сталі. Цей рівень добавки неприйнятний для безперервного розливання сталей, де 1 UA 98301 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 максимальна межа звичайно складає від 0,2 до 0,3 % мас, щоб уникнути проблем, пов'язаних з розчиненням і змішуванням сплаву, що зменшує розмір зерна, в проміжному ковші або в кристалізаторі. Додавання більшої кількості (>0,5 % мас.) холодного сплаву в рідку сталь буде також охолоджувати сталь до такого ступеня у виливниці, що вона почне замерзати у вихідному стакані кристалізатора, порушуючи в результаті операцію лиття. Тому необхідний прорив в існуючій технології зменшення розмірів зерна для того, щоб повністю використовувати потенціал зазначеної концепції в промисловому виробництві сталі. Метою даного винаходу є перенесення технології в безперервне розливання сталі, яке є домінуючим методом лиття для сталевих заготовок, що охоплюють більше 90 % світового виробництва сталевих виробів. Як випливає з попереднього рівня техніки, для того, щоб уможливити зменшення розмірів зерен сталей безперервного розливання активними включеннями, необхідні набагато більш концентровані добавки, що зменшують розмір зерна, ніж відомі раніше сплави, що зменшують розмір зерна, описані в WO 01/57280. Наприклад, для того, щоб зробити їх придатними для додання в розливальний жолоб або у виливницю, вміст в них сірки або кисню повинний бути від 2 до 30 % мас. або більше, переважно від 5 до 25 % мас, найбільш переважно від 10 до 15 % мас. Такі вимоги неможливо задовольнити використовуючи звичайну технологію сплаву, що зменшує розмір зерна, описану в WO 01/57280. Звідси випливає, що нові висококонцентровані добавки, що зменшують розмір зерна, які дійсно є дисперсними композитами, де дисперговані частинки займають від 30 до 70 % загального об'єму, можуть бути отримані тільки за допомогою спеціальної обробки. Згідно з даним винаходом розробка нової добавки для зменшення розмірів зерна в поєднанні з новими виробничими способами повинна призвести до подальших поліпшень технології зменшення розмірів зерна через суворий контроль розподілу розмірів частинок у композитах, що разом з хімічним складом визначає їхню ефективність у зменшенні розмірів зерен і для фасонного лиття, і для чорнових сталевих заготовок. Отже, в порівнянні з існуючими сортами добавок, що зменшують розмір зерна, описаними в WO 01/57280 (які є звичайними сплавами, що містять зародкотвірні частинки обмеженої чисельної щільності), ці нові композити представляють наступне покоління добавок, що зменшують розмір зерна, у тому сенсі, що вони є "зробленими на замовлення" для певної мети і можуть бути використані в ситуації безперервного розливання сталей без порушення сталеливарного процесу. Даний винахід пропонує в першому аспекті матеріал для зменшення розмірів зерен сталі, при цьому матеріал включає композицію елемента (елементів) X і X aSb (а і b є довільними цілими числами), де X представляє один або декілька з елементів, вибраних з групи Се, La, Pr, Nd, Y, Ті, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, В, Nb, Mo і Fe, a S представляє сірку, причому зазначений матеріал може додатково містити кисень, вуглець і азот, а вміст сірки в ньому знаходиться між 2 і 30 % від маси зазначеного матеріалу, у той час як сумарний вміст кисню, вуглецю й азоту, і зазначених інших елементів з групи X знаходиться між 98 і 70 % від маси зазначеного матеріалу, при цьому матеріал знаходиться у формі композитного матеріалу, що включає неметалеві частинки (XaSb) у металевій матриці (X). В одному здійсненні вміст сірки знаходиться між 10 і 15 % від маси зазначеного композитного матеріалу, у той час як сумарний вміст кисню, вуглецю й азоту, і зазначених інших елементів з групи X знаходиться між 90 і 85 % від маси зазначеного композитного матеріалу. В іншому здійсненні вміст сірки знаходиться між 10 і 15 % від маси зазначеного композитного матеріалу, вміст кисню, вуглецю й азоту складає менше 0,1 % від маси зазначеного композитного матеріалу, і зазначений композитний матеріал додатково містить балансові кількості інших елементів з групи X. X може бути щонайменше одним елементом, вибраним з групи Се, La, Pr, Nd, Al і Fe. В другому аспекті даний винахід пропонує матеріал для зменшення розмірів зерен сталі, де композит мас склад з елемента (елементів) X і Х аОb (а і b є довільними цілими числами), де X представляє один або декілька з елементів, вибраних з групи Се, La, Pr, Nd, Y, Ті, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, B, Nb, Mo і Fe, а О представляє кисень, при цьому зазначений матеріал може додатково містити сірку, вуглець і азот, а вміст кисню знаходиться між 2 і 30 % від маси зазначеного матеріалу, у той час як сумарний вміст сірки й інших елементів з групи X знаходиться між 98 і 70 % від маси зазначеного матеріалу; і матеріал знаходиться у формі композитного матеріалу, що включає неметалеві частинки (Х аОb) у металевій матриці (X). Вміст кисню переважно знаходиться між 10 і 15 % від маси зазначеного композитного матеріалу у той час як сумарний вміст сірки, вуглецю й азоту, і зазначених інших елементів з групи X переважно знаходиться між 90 і 85 % від маси зазначеного композитного матеріалу. У наступному здійсненні вміст кисню знаходиться між 10 і 15 % від маси зазначеного композитного матеріалу, тоді як вміст сірки, вуглецю й азоту складає менше 0,1 % від маси зазначеного композитного 2 UA 98301 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 матеріалу, і зазначений композитний матеріал додатково містить балансові кількості інших елементів з групи X. Зазначений елемент X в наступному здійсненні може бути щонайменше одним елементом, вибраним з групи Y, Ті, Аl, Mn, Cr і Fe. Композитні матеріали містять щонайменше 10 дисперсійних частинок, що містять X aSb або 3 ХаОb, на 1 мм зазначеного композитного матеріалу (а і b є довільні позитивні числа). Зазначені дисперсійні частинки, що містять XaSb або ХаОb, мають середній діаметр частинок d в інтервалі від 0,2 до 5 мкм і загальний діапазон діаметрів частинок від dmax0,1 d (dmax0,02 мкм). У наступному здійсненні зазначені дисперсійні частинки, що містять X aSb або ХаОb, мають середній діаметр частинок d між 0,5 і 2 мкм і загальний діапазон діаметрів частинок у межах dmax0,2 d (dmax0,1 мкм). У ще одному здійсненні зазначені дисперсійні частинки, що містять X aSb або ХаОb, мають середній розмір частинок близько 1 мкм і максимальний діапазон діаметрів частинок в інтервалі 9 3 від 0,2 до 5 мкм і містять приблизно 10 частинок на 1 мм . В іншому здійсненні зазначені дисперсійні частинки, що містять XaSb або ХаОb, мають середній розмір частинок близько 2 мкм і максимальний діапазон діаметрів частинок в інтервалі від 0,4 до 10 мкм. Композитний матеріал переважно включає в себе дисперсійні частинки, що містять XaSb або ХаОb, які є або сферичними, або фасетними однофазними, або багатофазними кристалічними сполуками. Зазначені частинки, що містять XaSb або ХаОb можуть також включати на поверхні щонайменше одну вторинну фазу типу ХаСb або XaNb і можуть містити щонайменше одну з наступних кристалічних фаз: CeS, LaS, MnS, CaS, ТіаОb, AlСeО3, -Аl2О3, MnОАl2О3, Y2O3, Ce2O3, La2O3, TiN, BN, CrN, AlN, Fea(B, C)b, V(C, N), Nb(C, N), BaCb, TiC, VC або NbC. У третьому аспекті даний винахід пропонує спосіб зменшення розмірів зерен сталі, за яким композитний матеріал для зменшення розмірів зерна, що включає композицію неметалевих частинок (XaSb) і металевої матриці (X), де X представляє один або декілька з елементів, вибраних з групи Се, La, Pr, Nd, Y, Ті, Al, Zr, Ca, Ва, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, В, Nb, Mo і Fc, a S представляє сірку, де зазначений композитний матеріал може додатково містити кисень, вуглець і азот, при цьому вміст сірки знаходиться між 2 і 30 % від маси зазначеного композитного матеріалу, у той час як сумарний вміст кисню, вуглецю й азоту, і зазначених інших елементів з групи X знаходиться між 98 і 70 % від маси зазначеного композитного матеріалу, додають до рідкої сталі в кількості між 0,05 і 5 % від маси сталі, при цьому після цього сталь розливають або безперервно, або періодично. У четвертому аспекті даний винахід пропонує спосіб зменшення розмірів зерен сталі, за яким композитний матеріал для зменшення розмірів зерна, що має композицію неметалевих частинок (ХаОb) і металевої матриці (X), де X представляє один або декілька з елементів, вибраних з групи Се, La, Pr, Nd, Y, Ті, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, B, Nb, Mo і Fe, а О представляє кисень, при цьому зазначений композитний матеріал може додатково містити сірку, вуглець і азот; причому вміст кисню знаходиться між 2 і 30 % від маси зазначеного композитного матеріалу, у той час як сумарний вміст сірки, вуглецю й азоту, і зазначених інших елементів з групи X знаходиться між 98 і 70 % від маси зазначеного композитного матеріалу, додають до рідкої сталі в кількості між 0,05 і 5 % від маси сталі, і після цього сталь або розливають безперервно, або періодично. В одному здійсненні винахід пропонує спосіб зменшення розміру зерна сталі, за яким 9 композитний матеріал, що зменшує розміри зерна містить приблизно 10 на мм частинок складу XaSb або ХаОb із середнім розміром частинок близько 1 мкм і максимальним діапазоном діаметрів частинок в інтервалі від 0,2 до 5 мкм. Відповідна об'ємна частка частинок у композитному матеріалі складає приблизно 0,5. Переважно цей зазначений композитний матеріал додають до рідкої сталі в кількості близько 0,3 % від маси рідкої сталі перед безперервним розливанням сталі, одержуючи типову чисельну щільність диспергованих 6 3 частинюк у розплаві сталі приблизно 310 частинок на мм . Ця чисельна щільність є досить високою для того, щоб забезпечити бажаний ефект зменшення розміру зерна в готовій сталі. Зазначений композитний матеріал переважно додають до розплаву чистої сталі, що має перед доданням сумарний вміст сірки і кисню менше 0,002 % від маси сталі. Композитний матеріал може бути доданий у рідку сталь у формі дроту із сердечником, що має алюмінієву оболонку, у формі дроту із сердечником, що додатково включає частинки розмеленого Si або FeSi, або може бути доданий до розплавленої сталі в ківш або у проміжний ківш безпосередньо перед розливанням або під час розливання, або доданий до розплавленої сталі в кристалізаторі. 3 UA 98301 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У п'ятому аспекті винахід пропонує спосіб виготовлення композитного матеріалу для зменшення розміру зерна для сталі, де зазначений композитний матеріал включає композицію з елементу (елементів) X и XaSb, де спосіб включає наступні стадії: - змішування щонайменше одного елемента X, вибраного з групи Се, La, Pr, Nd, Y, Ті, Аl, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, В, Nb, Mo і Fe, із джерелом сірки і джерелом кисню з одержанням суміші; - плавлення зазначеної суміші в печі в атмосфері захисного газу; - перегрівання розплавленої суміші; і - різке охолодження перегрітого розплаву зі швидкістю щонайменше 500 °C/сек з одержанням композитного матеріалу, в якому вміст сірки знаходиться між 2 і 30 % від маси зазначеного композитного матеріалу, у той час як сумарний вміст кисню, вуглецю й азоту, і зазначених інших елементів з групи X знаходиться між 98 і 70 % від маси зазначеного композитного матеріалу. Коли щонайменше один елемент X вибраний з групи Се, La, Pr і Nd, захисним газом може бути азот, аргон або гелій, і різке охолодження проводять центрифугуванням розплаву або розпиленням газом. У шостому аспекті винахід також пропонує спосіб виготовлення композитного матеріалу для зменшення розміру зерна для сталі, де зазначений композитний матеріал включає композицію елементу (елементів) X и ХаОb, при цьому спосіб включає наступні стадії: - змішування щонайменше одного елемента X, вибраного і групи Се, La, Pr, Nd, Y, Ті, Аl, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, В, Nb, Mo і Fe, із джерелом оксиду і потенційно джерелом сірки з одержанням суміші; - пресування зазначеної суміші з одержанням гранул; і; - відновлення зазначених гранул у контрольованій атмосфері при температурі між 900 °C и 1200 °C для видалення надлишку кисню із зазначених гранул, що забезпечує композитний матеріал із стабільних оксидів у металевій матриці, в якому вміст кисню знаходиться між 2 і 30 % від маси зазначеного композитного матеріалу, у той час як сумарний вміст сірки, вуглецю й азоту, і зазначених інших елементів з групи X знаходиться між 98 і 70 % від маси зазначеного композитного матеріалу. Коли щонайменше один елемент X вибраний з групи Mg, Ті, Al, Mn, Cr і Fe, зазначені гранули можуть бути відновлені в газовій атмосфері, що містить Co і/або Нr, який забезпечує композитний матеріал із стабільних оксидів у матриці із заліза. Атмосфера може додатково містити N2. Здійснення винаходу будуть тепер описані з посиланнями на малюнки, де: Фіг. 1 представляє схематичне зображення металографічного перерізу дисперсного композиту для зменшення розміру зерна (ДКЗРЗ) відповідно до здійснення винаходу, що показує частинки (чорні плями) здатністю зменшувати розмір зерна, вбудовані в матеріал матриці (сірі області); Фіг. 2 представляє схематичне зображення, що показує морфологію і багатофазну кристалічну природу частинок, що містяться в ДКЗРЗ; Фіг. 3 показує визначення трьох параметрів, використовуваних для характеристики розподілу розмірів частинок усередині ДКЗРЗ; Фіг. 4 пропонує огляд різних способів, що використовуються при одержанні ДКЗРЗ: а) шлях плавлення і різкого охолодження; Ь) шлях порошкової металургії Фіг. 5 представляє оптичну мікрофотографію ДКЗРЗ на основі CeS, виготовленого відповідно до здійснення винаходу, що показує жовті частинки CeS, вбудовані в матрицю Ce+Fe, і Фіг. 6 показує розгорнення по горизонталі через частково відновлену частинку ільменіту відповідно до здійснення винаходу, що показує утворення металевої оболонки навколо оксидної серцевини. Даний винахід стосується виготовлення і використання нових дисперсних композитів, складених з неметалевих частинок у металевій матриці, для зменшення розмірів зерна в сталях, і феритних, і аустенітних сталях, які є досить ефективними для того, щоб бути використаними в різноманітних операціях лиття, включаючи безперервне розливання, розливання у виливниці і профільне фасонне лиття таких сталей. Дисперсні композити для зменшення розміру зерна (позначені далі абревіатурою ДКЗРЗ) характеризуються наступним: - вмістом в них сірки і кисню, що представлені хімічними символами S і О, для утворення первинних складових фаз, і вмістом в них вуглецю й азоту, що представлені хімічними символами С и N, для утворення вторинних складових фаз; 4 UA 98301 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - вмістом в них інших легуючих і забруднюючих елементів, що представлені збірним символом X, де X представляє один або декілька елементів, вибраних з групи Се, La, Pr, Nd, Y, Ті, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, В, Nb, Mo і Fe; - одержуваними об'ємною часткою f, чисельною щільністю N і розподілом дисперсних частинок хімічного складу (XaSb) або (ХаОb), де а і b є довільні позитивні числа, що визначені сумарним вмістом елементів S, О, С, N і X в ДКЗРЗ; - одержуваними хімічним складом і структурою первинних і вторинних складових фаз (тобто XaSb, XaOb, XaCb, і XaNb) всередині дисперсних частинок, які визначаються сумарним вмістом неметалевих елементів S, О, С, N і X у ДКЗРЗ. У даному винаході використаний термін "композитний матеріал". Композитні матеріали являють собою спеціально скомпоновані матеріали, виготовлені з двох або більше складових матеріалів, які залишаються відокремленими і помітними на мікроскопічному рівні, у той час як макроскопічно формують один компонент. Існує дві категорії складових матеріалів: матриця і частинки. Матеріал матриці оточує і захищає дисперсні частинки під час розчинення добавки, що зменшує розмір зерна в рідкій сталі, так що частинки в розплаві не збираються в шматки або агломерати. У даному винаході ці частинки розглядають також як дисперсоїди, які під час отвердження і наступної термомеханічної обробки сталі діють як потужні гетерогенні центри зародкотворення для кристалів заліза. Це відрізняється від сплаву, що зменшує розмір зерна, описаного в WO 01/57280, який є сплавом на металевій основі, що містить низькі рівні неметалевих елементів О и S (менше 2 % мас). Таким чином, успішне використання сплавів, що зменшують розмір зерна, розраховане на те, що ці елементи вже присутні в рідкій сталі до додання в розплав сталі добавок, що зменшують розмір зерна у кількостях, достатніх для того, щоб сприяти утворенню каталізаторних фаз. Більш докладний опис ДКЗРЗ викладений нижче. 1. Хімічний склад ДКЗРЗ Даний винахід стосується виготовлення і використання ДКЗРЗ для сталей з елементами X и S або О. У (перших) ДКЗРЗ на основі сірки вміст сірки знаходиться між 2 і 30 % від маси добавки, що зменшує розмір зерна, тоді як сумарний вміст О и інших елементів з групи X знаходиться між 98 і 70 % від маси добавки, що зменшує розмір зерна. Подібно до цього в ДКЗРЗ на основі кисню вміст кисню знаходиться між 2 і 30 % від маси добавки, що зменшує розмір зерна, тоді як сумарний вміст S і інших елементів з групи X знаходиться між 98 і 70 % від маси добавки, що зменшує розмір зерна. Зокрема використання композитного матеріалу, що зменшує розмір зерна, який має високий вміст сірки і кисню, дає особливу перевагу, забезпечуючи сильний ефект зменшення розміру зерна також при низьких рівнях добавки (тобто менше 0,5 % від маси рідкої сталі). Це є найважливішою умовою, яка повинна бути задоволена у випадку безперервного розливання сталі, щоб уникнути проблем розчинення, змішування і застигання в проміжному ковші або кристалізаторі, як пояснено раніше. Відповідно до переважного здійснення ДКЗРЗ на основі сірки повинні містити від 10 до 15 % мас. сірки, у той час як сумарний вміст О й інших елементів з групи X повинний бути між 90 і 85 % від маси добавки, що зменшує розмір зерна. Відповідно до іншого переважного здійснення ці ДКЗРЗ на основі сірки, характеризовані вмістом сірки від 10 до 15 % мас, повинні містити менше 0,1 % мас. кисню і балансові кількості інших елементів з групи X. Подібним чином, відповідно до переважного здійснення ДКЗРЗ на основі кисню повинні містити від 10 до 15 % мас. кисню, у той час як сумарний вміст S і інших елементів з групи X повинний бути між 90 і 85 % від маси добавки, що зменшує розмір зерна. Відповідно до іншого переважного здійснення ці ДКЗРЗ на основі кисню, характеризовані вмістом кисню від 10 до 15 % мас, повинні містити менше 0,1 % мас. сірки і балансові кількості інших елементів з групи X. 2. Складові елементи і фази у вбудованих частинках У ДКЗРЗ частинки, що містять XaSb або ХаОb, є вбудованими в матрицю, яка містить концентрації елементів, що залишилися (а і b представляють довільні позитивні числа). Ці елементи матриці присутні або у формі твердого розчину, або як окремі металеві й інтерметалеві сполуки. Фіг. 1 показує схематичне зображення металографічного перерізу ДКЗРЗ, що показує частинки типу XaSb або ХаОb, вбудовані в матеріал матриці. Частинки, що містять X aSb або ХаОb можуть бути або сферичними, або фасетковими однофазними або багатофазними кристалічними сполуками, як показано схематично на фіг. 2. На додаток, вони можуть містити на поверхні одну або декілька вторинних фаз типу Х аСb або XaNb. У кожному випадку різні складові фази мають унікальний хімічний склад з добре визначеною кристалічною структурою, яка може бути визначена дифракцією рентгенівських променів з використанням електронної мікроскопії високого розрізнення. 5 UA 98301 C2 5 10 15 Частинки всередині ДКЗРЗ повинні містити щонайменше одну з наступних кристалічних фаз: CeS, LaS, MnS, CaS, TiaOb, Y2O3, АlСеО3, -Аl2О3, MnOAl2O3, Ce2O3, La2O3, TiN, BN, CrN, AlN, Fea(B, C)b, V(C, N), Nb(C, N), BaCb, TiC, VC або NbC. 3. Розподіл розмірів частинок у ДКЗРЗ Для того, щоб максимізувати ефективність зменшення розміру зерна в сталі без погіршення ударної в'язкості, частинки в ДКЗРЗ повинні мати чітко визначений розподіл розмірів, характеризований середнім діаметром частинок d і, додатково, максимальним dmax і мінімальним dmin діаметрами частинок всередині розподілу. Ці параметри, які визначені на фіг. 3, вимірювали експериментально, використовуючи електронну мікроскопію високого дозволу. Розподіл частинок у ДКЗРЗ характеризується середнім діаметром d , що варіюється в інтервалі від 0,2 до 5 мкм, і загальним діапазоном діаметрів частинок, що варіюється від dmax0,1 d . Відповідно до переважного здійснення розподіл частинок у ДКЗРЗ повинний давати середній діаметр d між 0,5 і 2 мкм, де діапазон діаметрів частинок не повинний перевищувати межі dmax0,2 d . 4. Об'ємна частка і чисельна щільність частинок у ДКЗРЗ Об'ємна частка частинок / пов'язана із загальним вмістом сірки і кисню в ДКЗРЗ рівнянням: f=0,033(%S + %О) 20 де концентрації елементів S і О дані в масових відсотках. Сумарне число частинок в одиниці об'єму Nv у ДКЗРЗ в свою чергу розраховували зі співвідношення: NV  25 30 35 40 45 50 55 (1) 6f d3 (2) де f - об'ємна частка частинок і d - середній діаметр частинок З попередніх вимог до розподілу сполук і розмірів випливає, що 9 3 оптимізований ДКЗРЗ звичайно містить приблизно 10 частинок на мм із середнім розміром частинок близько 1 мкм і максимальним діапазоном діаметрів частинок в інтервалі від 0,2 до 5 мкм. Відповідна об'ємна частка частинок у ДКЗРЗ складає приблизно 0,5. Коли такі добавки для зменшення розмірів зерна додають у рідку сталь на рівні 0,5 % від маси сталі, відповідна 6 3 чисельна щільність частинок у розплаві сталі складає приблизно 3×10 частинок на мм . Остання чисельна щільність є досить високою для того, щоб активувати екстенсивне зменшення розмірів зерен під час наступної переробки сталі, за умови, що каталізаторні кристалічні фази, які охарактеризовані вище, присутні на поверхні частинок. Існує два різних шляхи, за якими може бути отриманий ДКЗРЗ, як показано на фіг. 4. Шлях плавлення/різкого охолодження означає, що різні компоненти спочатку змішують і плавлять у печі в атмосфері захисного газу (наприклад, азоту, аргону або гелію) і потім перегрівають, щоб бути упевненими, що всі елементи, включаючи S і О, знаходяться в розчині. Потім цей перегрітий розплав швидко охолоджують (більше 500 °C/сек), гцоб досягти бажаного розподілу частинок у ДКЗРЗ. Альтернативно може бути застосований шлях порошкової металургії. Метод додавання DRI (Direct Reduced Iron, заліза прямого відновлення) включає змішання порошку оксиду заліза (необов'язково порошку заліза) з іншими металами або оксидами. Гранули, виготовлені з цих сумішей потім відновлюють у контрольованому газовому середовищі при температурах між 600 °C и 1200 °C, щоб видалити надлишок кисню з компонентів, використовуючи Н2, CO або СН4, одержуючи після цього тонку дисперсію стабільних оксидів у матриці із заліза. Альтернативно бажаний розподіл розмірів частинок може бути отриманий при здійсненні термічної обробки змішаних компонентів у газовому середовищі контрольованого складу з наступним штучним старінням за дещо більш низької температури для того, щоб провести частинки до видалення з розчину. Відповідно до переважного здійснення ДКЗРЗ на основі сірки повинні бути виготовлені змішуванням одного або декількох рідкісноземельних металів Се, La, Рr або Nd із прийнятним джерелом сірки (наприклад, FeS або Ce2S3) разом з деякою кількістю Аl (необов'язково). Потім суміш плавлять у хімічно інертному Та або BN тиглі в атмосфері Аr. Після перегріву (на 50200 °C вище його температури плавлення) розплав швидко охолоджують (більше 500 °C/сек) або центрифугуванням розплаву, або розпиленням газу, щоб одержати бажані розподіл 6 UA 98301 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розмірів і чисельну щільність частинок сульфіду рідкісноземельних металів у ДКЗРЗ, які описані в розділі 3. Подібним чином, відповідно до переважного здійснення ДКЗРЗ на основі кисню повинні бути виготовлені з високочистих оксидів (наприклад, РеТіО 3, FeMn2O4, FeCr2O4 або FeAl2O4) належного розміру (в інтервалі 0,5-5 мкм). Після пресування мінеральної сировини гранули повинні бути відновлені при температурах між 600 °C і 1200 °C в атмосфері, що містить CO і/або Н2, щоб одержати тонку дисперсію оксидного компонента, що залишився, (наприклад, Ті аOb, МnаОb, Сr2О3 або Al2О3) у матриці із заліза. Відповідно до іншого переважного здійснення такі ж ДКЗРЗ на основі кисню повинні бути виготовлені шляхом додавання N 2 у газове середовище для того, щоб активувати утворення особливих типів нітридів, таких як TiN, CrN або AlN на поверхні оксидних частинок. Ефективне використання ДКЗРЗ у промисловому виробництві сталі включає наступні стадії і процедури. Попередня обробка рідкої сталі Рідка сталь повинна бути належним чином розкиснена і десульфурована до додання ДКЗРЗ. У той же час включенням, які утворюються в результаті цих реакцій, повинна бути дана можливість виділитися з порції сталі до того, як буде зроблене додання. Більш того, склад сталі повинний бути належним чином кондиціонований перед доданням ДКЗРЗ, щоб гарантувати, що частинки, додані з добавкою, що зменшує розмір зерна, є термодинамічно стабільними у своєму оточенні. Напроти, якщо вихідний розподіл частинок, що містяться в ДКЗРЗ, є або більш тонким, або більш грубим в порівнянні з цільовим розподілом у литій сталі, склад рідкої сталі повинний бути підкорегований так, щоб змусити частинки контрольованим чином рости або розчинятися. Це можливо також шляхом належної попередньої обробки рідкої сталі для того, щоб змінити хімічний склад і структуру кристалів доданих з ДКЗРЗ частинок шляхом прискорення реакцій обміну між частинками і рідкою сталлю. У цьому випадку обмінна реакція спричиняє те, що первісний металевий компонент у XaSb або ХаОb замінюється іншим металевим компонентом з тієї ж групи елементів X, що вже містився в розплаві сталі (наприклад, заміщення Мn на Се за загальною реакцією: Ce+MnS=Ce+Mn). Відповідно до переважного здійснення ДКЗРЗ повинні додаватися в чистий розплав сталі, характеризований сумарним вмістом сірки і кисню нижче 0,002 % від маси сталі перед доданням. Чистий розплав сталі бажаний, оскільки кисень і сірка в рідкій сталі можуть шкідливо вплинути на додані частинки. Способи додання ДКЗРЗ у рідку сталь ДКЗРЗ повинні додаватися в рідку сталь або у формі порошку, як гранули, або як тонкі стрічки або стружкою прийнятного розміру, щоб забезпечити швидке розчинення і змішання різних компонентів у розплаві сталі. Відповідно до переважного здійснення з ДКЗРЗ на основі сірки, вони повинні додаватися в рідку сталь у вигляді дроту із сердечником. Відповідно до іншого переважного здійснення дріт із сердечником повинний мати алюмінієву оболонку. Відповідно до ще одного переважного здійснення частинки розмеленого Si або FeSi повинні бути підмітані в дріт із сердечником разом із ДКЗРЗ, щоб полегшити розчинення і змішання різних компонентів у рідкій сталі за рахунок забезпечення локального екзотермічного перегріву розплаву сталі. Відповідно до переважного здійснення з ДКЗРЗ на основі кисню, вони повинні додаватися в рідку сталь у вигляді гранул. Рівень додання ДКЗРЗ до рідкої сталі ДКЗРЗ повинні бути додані до рідкої сталі на рівні, що варіюється в інтервалі від 0,05 до 5 % від маси рідкої сталі, щоб забезпечити сприятливі умови для зменшення розмірів зерен. Під час наступного отвердження відбувається зменшення розмірів зерен сталі в результаті процесу епітаксиального зародкотворення кристалів фериту або аустеніту на диспергованих частинках, доданих з добавкою для зменшення розміру зерен. У твердому стані це відбувається через процес гетерогенного зародкотворення фериту або аустеніту на тих же частинках. Відповідно до переважного здійснення кількість ДКЗРЗ, що додається до рідкої сталі перед безперервним розливанням, повинна бути в інтервалі від 0,1 до 0,5 % від маси сталі і, переважно, від 0,2 до 0,3 мас.%. Додання повинне здійснюватися або в проміжний ківш, або в кристалізатор, щоб уникнути екстенсивного росту або укрупнення диспергованих частинок, доданих за допомогою добавки для зменшення розмірів зерен. Приклад 1 Приготування ДКЗРЗ на основі CeS ДКЗРЗ на основі CeS, показаний на фіг. 5, одержували в лабораторії шляхом плавлення і загартовування. Як відправну точку дрібну стружку металевого Се змішували з FeS, щоб 7 UA 98301 C2 5 10 15 20 досягти цільового вмісту сірки близько 5 % мас. Потім цю суміш розплавляли і перегрівали (~ на 100 °C вище температури плавлення) у Та тиглі під захистом чистого аргону, використовуючи кондуктивне нагрівання. Після перегріву розплав швидко охолоджували на швидко обертовому мідному диску. Наступне металографічне дослідження остиглих металевих стрічок виявило дуже тонку дисперсію частинок CeS, вбудованих у матрицю Се+Fe, що показано оптичною мікрографісю на фіг. 5. У цьому випадку було знайдено, що середній діаметр частинок CeS d дорівнював приблизно 2 мкм, причому максимальний і мінімальний діаметри частинок знаходилися в межах dmax0,4 мкм, відповідно. Приклад 2 Виготовлення ДКЗРЗ на основі ТіmОn Фіг. 6 являє собою розгортку по горизонталі через частинку частково відновленого ільменіту (FeTiO3), ідо показує утворення металевої оболонки навколо оксидного центру. Можна бачити, що залізо в ільменіті дифундує до поверхні зерна, а титан залишається позаду у формі рутилу (ТіО2). Вихідним матеріалом є гранули ільменіту, виготовлені із зерен ільменітової руди, окисненої на повітрі при 800 °C і згодом відновленої при 950 °C в атмосфері 99 % об. CO (газ) і 1 % об. СО2 (газ). Відновлення було перерване через 2 години на стадії, коли приблизно 50 % заліза, що містилося в ільменіті, було перетворене в металеве залізо, щоб показати транспорт заліза до поверхні частинок. При подальшому відновленні зовнішня металева оболонка, а також і рутил, будуть збільшуватися за рахунок ільменітового ядра, даючи кінцевий продукт, що складається в основному з рутилового ядра, оточеного металом. Маючи опис переважного здійснення винаходу, фахівець повинний розуміти, що можуть бути використані інші здійснення, що входять в описану концепцію. Ці й інші приклади винаходу, показані вище, призначені тільки для прикладу, і фактичний обсяг винаходу визначається нижченаведеною формулою винаходу. 25 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 55 60 1. Композитний матеріал для зменшення розміру зерен в феритних або аустенітних сталях, який містить неметалеві частинки (XaSb) у металевій матриці (X), при цьому Х являє собою один або декілька з елементів, вибраних з групи Се, La, Pr, Nd, Y, Ті, А1, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, В, Nb, Mo і Fe, a S представляє сірку, при цьому вказаний матеріал додатково містить кисень, вуглець і азот, причому "a" і "b"- довільні позитивні числа, визначені сумарним вмістом елементів S, O, C, N та X, при цьому вміст сірки знаходиться між 2 і 30 % від маси вказаного матеріалу, у той час як сумарний вміст кисню, вуглецю й азоту, і вказаних інших елементів з групи Х знаходиться між 98 і 70 % від маси вказаного матеріалу. 2. Матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що вміст сірки знаходиться між 10 і 15 % від маси вказаного композитного матеріалу, при цьому сумарний вміст кисню, вуглецю й азоту, і вказаних інших елементів з групи Х знаходиться між 90 і 85 % від маси вказаного композитного матеріалу. 3. Матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що вміст сірки знаходиться між 10 і 15 % від маси вказаного композитного матеріалу, вміст кисню, вуглецю й азоту складає менше 0,1 % від маси вказаного композитного матеріалу, при цьому решту складають елементи з групи X. 4. Матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що вказаний Х є одним або декількома елементами, вибраними з групи Се, La, Pr, Nd, A1 і Fe. 5. Композитний матеріал для зменшення розмірів зерна у феритних або аустенітних сталях, який містить неметалеві частинки (XaOb) у металевій матриці (X), при цьому Х представляє один або декілька елементів, вибраних з групи Се, La, Pr, Nd, Y, Ті, A1, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, В, Nb, Mo і Fe, при цьому О являє собою кисень, причому вказаний матеріал додатково містить сірку, вуглець і азот, причому "a" і "b" - довільні позитивні числа, визначені сумарним вмістом елементів S, O, C, N та X, при цьому вміст кисню знаходиться між 2 і 30 % від маси вказаного матеріалу, у той час як сумарний вміст сірки, вуглецю й азоту, і вказаних інших елементів з групи Х знаходиться між 98 і 70 % від маси вказаного матеріалу. 6. Матеріал за п. 5, який відрізняється тим, що вміст кисню знаходиться між 10 і 15 % від маси вказаного композитного матеріалу, при цьому сумарний вміст сірки і вказаних інших елементів з групи Х знаходиться між 90 і 85 % від маси зазначеного композитного матеріалу. 7. Матеріал за п. 5, який відрізняється тим, що вміст кисню знаходиться між 10 і 15 % від маси вказаного композитного матеріалу, при цьому вміст сірки, вуглецю й азоту складає менше 0,1 % від маси вказаного композитного матеріалу, причому решту складають елементи з групи X. 8. Матеріал за п. 5, який відрізняється тим, що вказаний Х є одним або декількома елементами, вибраними з групи Y, Ті, Аl, Мn, Сr і Fe. 8 UA 98301 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 9. Матеріал за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що вказаний композитний матеріал 7 3 містить щонайменше 10 частинок, які містять XaSb або ХаОb, на 1 мм вказаного композитного матеріалу. 10. Матеріал за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що вказані неметалеві частинки, що містять XaSb або ХаОb, мають середній діаметр частинок d в інтервалі від 0,2 до 5 мкм і загальний діапазон діаметрів частинок від dmax  10  d і dmin  0,1 d , dmax 0,02 мкм. 11. Матеріал за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що вказані неметалеві частинки, що містять XaSb або ХаОb, мають середній діаметр частинок d між 0,5 і 2 мкм і загальний діапазон діаметрів частинок від dmax  5  d і dmin  0,2  d , dmax  10 мкм, dmin  0,1мкм . 12. Матеріал за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що вказані частинки, що містять XaSb або ХаОb, мають середній розмір частинок близько 1 мкм і максимальний діапазон діаметрів частинок в інтервалі від 0,2 до 5 мкм, а вказаний композитний матеріал містить 9 3 приблизно 10 частинок на 1 мм . 13. Матеріал за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що вказані частинки, що містять XaSb або ХаОb, мають середній розмір частинок близько 2 мкм і максимальний діапазон діаметрів частинок в інтервалі від 0,4 до 10 мкм. 14. Матеріал за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що вказані частинки, що містять XaSb або ХаОb, є сферичними, фасетковими, однофазними або багатофазними кристалічними сполуками. 15. Матеріал за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що вказані частинки, що містять XaSb або ХаОb, включають на поверхні щонайменше одну вторинну фазу типу X aСb або ХаNb, де "a" і "b"- довільні позитивні числа, визначені сумарним вмістом елементів S, O, C, N та X. 16. Матеріал за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що вказані частинки, що містять XaSb або ХаОb, причому "a"і "b"- довільні позитивні числа, визначені сумарним вмістом елементів S, O, C, N та X, додатково включають в себе щонайменше одну з наступних кристалічних фаз: CeS, LaS, MnS, CaS, ТіаОb, АlСеО3, -Al2О3, МnОАl2О3, Се2О3, La2O3, Y2О3, TiN, BN, CrN, AlN, Fеа(В,С)b, V(C,N), Nb(C,N), ВaСb, TiC, VC або NbC. 17. Спосіб зменшення розмірів зерна у феритних або аустенітних сталях, який включає розкиснення, десульфурацію, а також кондиціонування складу цієї сталі для забезпечення бажаного розподілу частинок, з подальшим введенням композитного матеріалу для зменшення розмірів зерна, який відрізняється тим, що композитний матеріал для зменшення розмірів зерна у феритних абоаустенітних сталях, що містить композицію неметалевих частинок (Х aSb) і металевої матриці (X), в якій Х представляє один або декілька з елементів, вибраних з групи Се, La, Pr, Nd, Y, Ті, А1, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, В, Nb, Mo і Fe, a S представляє сірку, при цьому вказаний композитний матеріал може додатково містити кисень, вуглець і азот, причому "a" і "b"- довільні позитивні числа, визначені сумарним вмістом елементів S, O, C, N та X, причому вміст сірки знаходиться між 2 і 30 % від маси вказаного композитного матеріалу, а сумарний вміст кисню, вуглецю й азоту, і вказаних інших елементів з групи Х знаходиться між 98 і 70 % від маси вказаного композитного матеріалу, додають до рідкої сталі в кількості між 0,05 і 5 % від маси сталі, при цьому після додання сталь розливають безперервно або періодично. 18. Спосіб зменшення розмірів зерна у феритних або аустенітних сталях, що включає розкиснення, десульфурацію, а також кондиціонування складу цієї сталі для забезпечення бажаного розподілу частинок, з подальшим введенням композитного матеріалу для зменшення розмірів зерна, який відрізняється тим, що композитний матеріал для зменшення розмірів зерна у феритних або аустенітних сталях, що містить композицію неметалевих частинок (X aОb) і металевої матриці (X), при цьому Х являє собою один або декілька з елементів, вибраних з групи Се, La, Pr, Nd, Y, Ті, Аl, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, В, Nb, Mo і Fc, a O представляє кисень, причому вказаний композитний матеріал додатково містить сірку, вуглець і азот, при цьому "a" і "b" - довільні позитивні числа, визначені сумарним вмістом елементів S, O, C, N та X, при цьому вміст кисню знаходиться між 2 і 30 % від маси вказаного композитного матеріалу, у той час як сумарний вміст сірки, вуглецю й азоту, і вказаних інших елементів з групи Х знаходиться між 98 і 70 % від маси вказаного композитного матеріалу, додають до рідкої сталі в кількості між 0,05 і 5 % від маси сталі, при цьому після додання сталь розливають безперервно або періодично. 19. Спосіб за п. 17 або 18, який відрізняється тим, що композитний матеріал додають до рідкої сталі в кількості від 0,1 до 0,5 % від маси сталі перед безперервним розливанням сталі. 20. Спосіб за п. 17 або 18, який відрізняється тим, що композитний матеріал, що містить 9 3 приблизно 10 частинок на мм , додають до рідкої сталі в кількості близько 0,3 % від маси рідкої 9 UA 98301 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 сталі перед безперервним розливанням сталі, забезпечуючи тим самим чисельну щільність 6 3 диспергованих частинок у розплаві сталі приблизно 3х10 частинок на мм . 21. Спосіб за п. 17 або 18, який відрізняється тим, що композитний матеріал додають до розплаву сталі, яка містить менше 0,002 % від сумарного вмісту сірки і кисню, після його попередньої обробки. 22. Спосіб за п. 17 або 18, який відрізняється тим, що композитний матеріал додають до рідкої сталі або у формі порошку, або у вигляді гранул, або у вигляді тонкої стрічки, або стружки. 23. Спосіб за п. 17 або 18, який відрізняється тим, що композитний матеріал додають до рідкої сталі у формі дроту із сердечником, що має алюмінієву оболонку. 24. Спосіб за п. 17 або 18, який відрізняється тим, що композитний матеріал додають до рідкої сталі у формі дроту із сердечником, що додатково включає частинки розмеленого Si або FeSi сплаву. 25. Спосіб за п. 17 або 18, який відрізняється тим, що композитний матеріал додають до розплавленої сталі в ківш або у проміжний ківш безпосередньо перед розливанням або під час розливання. 26. Спосіб за п. 17 або 18, який відрізняється тим, що композитний матеріал додають до розплавленої сталі в кристалізаторі. 27. Спосіб виготовлення композитного матеріалу для зменшення розміру зерна в феритних або аустенітних сталях, при цьому вказаний композитний матеріал включає композицію неметалевих частинок XaSb і металеву матрицю X, причому "a" і "b" - довільні позитивні числа, визначені сумарним вмістом елементів S, O, C, N та X, який відрізняється тим, що містить наступні стадії, на яких: - змішують щонайменше один елемент X, вибраний з групи Се, La, Pr, Nd, Y, Ті, Аl, Zr, Са, Ва, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, В, Nb, Mo і Fe, із джерелом сірки з одержанням суміші, - плавлять вказану суміш в печі в атмосфері захисного газу, - перегрівають розплавлену суміш, і - різко охолоджують - більше 500 °С/сек., перегрітий розплав для одержання композитного матеріалу, в якому вміст сірки знаходиться між 2 і 30 % від маси вказаного композитного матеріалу, при цьому сумарний вміст кисню, вуглецю й азоту, і вказаних інших елементів з групи Х знаходиться між 98 і 70 % від маси вказаного композитного матеріалу. 28. Спосіб за п. 27, який відрізняється тим, що здійснюють вибір щонайменше одного елемента Х з групи Се, La, Pr і Nd, при цьому захисним газом є азот, аргон або гелій, причому швидке охолодження проводять центрифугуванням розплаву або розпиленням його газом. 29. Спосіб виготовлення композитного матеріалу для зменшення розміру зерна в феритних або аустенітних сталях, при цьому вказаний композитний матеріал включає композицію неметалевих частинок XaОb і металеву матрицю X, "a" і "b" - довільні позитивні числа, визначені сумарним вмістом елементів S, O, C, N та X, який відрізняється тим, що містить наступні стадії, на яких: - змішують щонайменше один елемент X, вибраний з групи Се, La, Pr, Nd, Y, Ті, Аl, Zr, Са, Ва, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, В, Nb, Mo і Fe, з джерелом оксиду з одержанням суміші, - пресують вказану суміші з одержанням гранул, і - відновлюють зазначені гранули у контрольованій атмосфері при температурі між 600 °С і 1200 °С для видалення надлишку кисню з зазначених гранул з забезпеченням композитного матеріалу зі стабільних оксидів у металевій матриці, в якому вміст кисню знаходиться між 2 і 30 % від маси вказаного композитного матеріалу, у той час як сумарний вміст сірки, вуглецю й азоту, і вказаних інших елементів з групи Х знаходиться між 98 і 70 % від маси вказаного композитного матеріалу. 30. Спосіб за п. 29, який відрізняється тим, що здійснюють вибір щонайменше одного елемента Х з групи Mg, Ті, Аl, Mn, Cr і Fe і відновлення вказаних гранул у газовій атмосфері, що містить CO і/або H2, що забезпечує композитний матеріал із стабільних оксидів у матриці з заліза. 31. Спосіб за п. 30, який відрізняється тим, що атмосфера додатково містить N2. 10 UA 98301 C2 11 UA 98301 C2 12 UA 98301 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 13