Лигатура
Иллюстрации
Реферат
ЛИГАТУТА, содержащая кальций , железо, алюминий, магний, углерод, редкоземельные металлы и кремний, отличающаяся тем, что, с целью повышения плотности чугуна, улучшения его обрабатываемости и снижения склонности чугуна к отбелу, она дополнительно содержит титан и барий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кальций6-20 Железо20-40 Алюминий0,5-5,0 Магний0,1-4,0 Углерод0,01-0,1 Редкоземельные 0,1-4,0 металлы 0,5-10 Титан 0,2-2,0 Барий Остальное Кремний
C0}03 СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБ ЛИК
09) (11) З(51) С 22 С 35/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
Н ОТН РИТИ (21) 3615017/22-02 (22) l2.05.83 (46) 30.12.84. Бюл. ))- 48 (72) Л.В.Слепова, В.П.Зайко, Б.И.Байрамов, М.А.Рысс, В.Е.Бушмин, Ю.Ю.Головач, Б.А.Шушлебин,.
А.С.Смагулов и В.П.Карпов (71) Научно-исследовательский институт санитарной техники (53) 669.13-198(088.8) (56) 1. Ферросплавы. ГОСТ 1415-78.
2. Авторское свидетельство СССР
В 464645, кл. С 22 С 35/00, 1975. Ъ (54)(57) ЛИГАТУРА, содержащая кальций, железо, алюминий, магний, углерод, редкоземельные металлы и кремний, отличающаяся тем, что, с целью повышения плотности чугуна, улучшения его обрабатываемости и снижения склонности чугуна к отбелу, она дополнительно содержит титан и барий при следующем соотношении компонентов, мас.7:
Кальций 6-20
Железо 20-40
Алюминий 0,5-5,0
Магний 0,1-4,0
Углерод 0,01-0,1
Редкоземельные металлы 0,1-4,0
Титан О, 5-10
Барий 0,2-2,0
Кремний Остальное
11319
6-9,5
2-15
2-15
1,5-6
3,12
0,15-0,45
Остальное
Недостатки такой лигатуры заключаются в наличии отбела поверхностных слоев изделий (канализационных труб, изложниц и т.д.), низкой плотности чугуна и неудовлетворительной обрабатываемости изделий (например, из- 35 ложниц).
Цель изобретения — повышение плотности чугуна, улучшение его обрабатываемости при одновременном снижении склонности чугуна к отбелу. 40
Указанная цель достигается тем, что лигатура, содержащая кальций, железо, алюминий, магний, углерод, РЗМ и кремний, дополнительно содержит титан и барий при следующем соотноше-45 нии компонентов, мас.7.:
Кальций 6-20
Железо 20-40
Алюминий 0,5-5,0
Магний 0,1-4,0 50
Углерод 0,01-0,1
РЗМ 0,1-4,0
Титан О, 5-10
Барий 0,2-2,0
Кремний Остальное 55
Сущность изобретения заключается в том что дополнительно вводимые в состав лигатуры ингредиенты (титан
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к лигатурам для модифицировання чугуна.
Для модифицирования литейного чугуна, предназначенного для отливки изделий с большой поверхностной площадью (например чугунных ванн, канализационных труб, изложниц и т.д.) применяют ферросилиций марок ФС25, ФС45 (1 . !
О
Недостатки применяемых ферросплавов заключаются в том, что при их использовании в чугунных отливках (канализационные трубы, изложницы и т.д.) наблюдается поверхностный 15 отбел, низкая плотность чугуна и неудовлетворительная обрабатываемость, Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достига- 20 емому результату является лигатура (2), содержащая, мас.Х:
Кальций
Железо.
Кремний 25
РЗМ
Магний
Углерод
Алюм иний
17 2
0,5-10 мас.Ж и барий 0,2-2 мас.X) оказывают графитиэирующее действие на углерод чугуна с образованием карбидов титана и карбидов бария. Титан также образует с азотом нитрид титана (p = 5,43 кг/мз), с кислородом оксиды титана Т1 01 (p= 4,6 кг/м ) и Т40 (P = 4,2-4,3 кг/м ) . Кроме того с кислородом, водородом, азотом
1 и углеродом титан образует растворы типа внедрения. Барий образует с кислородом окись бария (P =5,98 кг/м ), а в твердом состоянии связывает водород.
Указанные неметаллические включения имеют параметры кристаллической решетки, близкие к параметрам решетки гвафита, позтомч могчт являться допол-, нительными центрами кристаллизации графитных включений вызывая их измельчение, что приводит к снижению отбеленности поверхностных слоев отливок.
Взаимодействуя с газами, находящимися в свободном состоянии в жид ком расплаве чугуна, неметаллические включения, плотность. которых колеблется от 4,2 до 5,98 кг/м, т.е. меньше плотности расплава, всплывают, тем самым снижая газосодержание и повышая плотность чугуна. Всплытие неметаллических включений обеспечивается также барботажем ванны расплава в ковше, вызванным парами окиси, магния.
Обрабатываемость чугуна в значительной мере зависит от его структуры, конкретнее от степени графитизации. Введение в состав предлагаемой лигатуры титана и бария способствует графитизации углерода чугуна с одной стороны и увеличению ферритной составляющей с другой.
Это приводит к снижению твердости металлической основ и улучшению обрабатываемости чугуна.
Выбор предельных значений вводимых в состав предлагаемой лигатуры ингредиентов обусловлен следующим. Ниже нижнего уровня титан и барий (0,5 мас.7 и 0,2 мас.Ж соответственно) не проявляют должного графитизирующего действия в расплаве на углерод чугуна, т.е. не могут способствовать устранению отбела. При увеличении содержания титана в предлагаемой лигатуре более 10 мас.X появляются карбиды титана в металлической осно1131917
3 ве чугуна, что приводит к ухудшению обрабатываемости. Введение в состав предлагаемой лигатуры бария больше
2 мас.Ж является экономически нецелесообразным, так как.стоимость
1 мас.Ж бария в лигатуре составляет
102 руб.
Предлагаемый состав лигатуры получают сплавлением ферросплавов или восстановительной плавкой в электропечи. Титан и барий в количестве 0,5-10 и 0,2-2 мас.й соответственно задают в расплав в виде металлов или ферросплавов. Потери на угар незначительны (до 1X) . Полученную лигатуру измельчают на шековой дробилке до фракции 5-50 мм.
Предлагаемую лигатуру вводят в жидкий чугун в количестве 0,06-0,17 от веса металла. Лигатура постепенно усваивается чугуном и ее компоненты равномерно распределяются в объеме жидкого металла.
П р н м е р. Испытания предлагаемого состава лигатуры производят при отливке канализационных труб и изложниц. Исследуют влияние предла5 гаемого состава лигатуры на устра,няемость отбела, плотность (газосо" держание чугуна) и обрабатываемость изделий.
Химические составы известной и предлагаемой лигатур представлены в, табл. 1; свойства чугуна, полученного при использовании лигатур, представлены в табл. 2.
По данным табл. 1 н 2 следует, что предлагаемый состав лигатуры устраняет отбел, повышает плотность за, счет снижения газосодер1кания чугуна и улучшает обрабатываемость изделий.
Экономический эффект от внедрения предлагаемого состава лигатуры составляет 10 тыс.руб. в год.
f 131917 о о х х
Е» 1
v u о о
Э QJ о о х х
A А
В 1
v v
o o
»» CV л л
o o ц л (4 CV
- о л
1Г\ о
Ф л о о ь л
С4 о л
С 4
o o л
-Ф о о
В
О
О о л о
1Г о л о
o o л л
o o л Ю о о х
Э х о
И
X о
o o л л
О л
С 4
o o
Г 1
I
I
I
Э х х (б
Ф
Р
t( о о о о л л
1Г\ if% Г1 н л
o o л
Е» о о о о
С4 СЧ
o o б .Ф с
I
I сч с
3 а а3
Се х
Э
X.
t5
Ц
tf а
И
g .6. о о а
D3
aj
v о и
I
I
1
I Ф
I
1- -4
I
I I
I Э
1 са 1
1
1
I
I E
1 !
I O1
Х
1 Р
1 — -1
1
1
1
I
1 — — 4
1 сЦ
1
1
1
1 !
1 I
1 Э 1
1 и
1
1 .4 о о а о о а
N N
1131917
cv o л о
О л а В
Ф ° » Ф 1 л о о о
1
I
C) <. Ь
» со
О
00 о о л л о о
С" ) о
Ф о
О1 а о
Ю. о о л о о
00 л о
» о
v о
Щ
С»
00 0 л » о о
Ch Oo
A Ю о о
М Ю aC)
v lo )»
OcCI V ж а.о
f Ю 3 и 1
1
О О О О О О о л о ао о 3 (" В С»а СЧ C»a CV С 1 ! ай ф е дО)) 3 л О 4 ъ О О В CO Co OO Oi O т- »- »- C4
) о an I а е ) »- ) о о
Ф )
C4 Cn < an! I
1 . Я
1 Ф
1 О
1 ВФ л аСа
f» о
g Ф Ъ
3 о
Д )»
3 и 5
Е»
Ф р ь
e v в )»
° )Въ
v о
l l»
° Э Ф
) ь
Р) Ф
l i
v . v
l» l» ь
v .v
l & о о
I
1
1
):
g. 1
l 1 о