Модифицирующая смесь

Модифицирующая смесь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к литейному производству ,в частности, к составам смесей для производства высокопрочного чугуна. Цель изобретения - повышение стабильности модифицирующего эффекта и улучшение пластических свойств чугуна. Модифицирующая смесь содержит магний, графит, борный ангидрид, гидрид кальция, нитриды кремния, карбонитриды редкоземельных металлов цериевой группы и ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%: магний 12-17

графит 15-20

борный ангидрид 12-15

гидрид кальция 7-11

нитриды кремния 10-20

карбонитриды РЗМ цериевой группы 8-12 и ферросилиций остальное. Дополнительный ввод в состав смеси карбонатов РЗМ, благодаря диссоциации которых увеличивается глубина раскисления чугуна и стабильность модифицирующего эффекта нитридов кремния, являющихся более устойчивыми к коагуляции центрами кристаллизации, приводит к повышению на 25-35% пластических свойств, позволяет в 1,5-2 раза снизить расход модификатора. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 22 C 35 рр

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

12-17

15-20

12-15

7-11

10-20

8-12

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4240517/31-02 (22) 04.05.87 (46) 30.04.89. Бюл. У 16 (71) Могилевское отделение Физикотехнического института АН БССР и Производственное объединение "Гомсель-..

Mam (72) М.И. Карпенко, Е.И. Марукович, Я.С. Резник и С.H Бадюкова (53) 669. 15-198 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1081212, кл. С 21 С 1/10, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1239162, кл. С 22 С 35/00, 1986, (54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам смесей для производства высокопрочного чугуна. Цель изобретения — повьппение стабильности модифицирующего эффекта и улучшение

Изобретение относится к металлургии, в частности к модифицирующим смесям для,производства высокопрочных чугунов с повышенным упругопластическими свойствами.

Цель изобретения — повышение стабильности процесса модифицирования и улучшение пластических свойств чугуна.

Цель достигается тем, что модифицирующая смесь, содержащая магний, графит, борный ангидрид, гидрид кальция и ферросилиций, дополнитель но содержит нитриды кремния и карбо„„SU„„1475959 А1 пластических свойств чугуна, Модифицирующая. смесь содержит магний, графит, борный ангидрид, гидрнд кальция, нитриды кремния, карбонитриды редкоземельных металлов цериевой группы и ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%: магний 12-17, графит 15-20, борный ангидрид 12-15, гидрид кальция 7-11 нитриды кремния 10-20, карбонитриды Р3М цериевой группы 8-12 и ферросилиций остальное. Дополнительный ввод в состав смеси карбонатов РЗМ благодаря диссоциации которых увеличивается глубина раскисления чугуна и стабильность модифицирующего эффекта и нитридов кремния, являющихся более устойчивыми к коагуляции центрами кристаллизации, приводит к повышению на 25-35% пластических свойств, позволяет в 1,5-2 раза снизить расход модификатора.

1 табл.

2 наты Р3М цериевой группы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Магний

Графит

Борный ангидрид

Гидрид кальция

Нитриды. кремния

Карбонаты

РЗМ цериевой группы

Ферросилиций

1475959

Дополнительное введение в состав смеси карбонатов РЗМ, благодаря диссоциации которых увеличивается глубина раскисления чугуна и стабильность модифицирующего эффекта, и нитридов кремния, являющихся более устойчивыми к коагуляции центрами кристаллизации, значительно повышает качество высокопрочного чугуна и его пластические свойства.

При концентрации нитридов кремния в смеси до .10 мас.Х пластические свойства чугуна недостаточны, а при увеличении их более 20 мас.Х увеличивается угар и снижается стабильность модифйцирования чугуна.

Введение карбонатов P3N цериевой группы раскисляет чугун, улучшает

Форму графита способствует гомоге- . ,низации структуры и повьппению пластических свойств чугуна в отливках.

При концентрации карбонатов Р3М цериевой группы до 8 мас ° Х модифицирующий эФФект и упругопластические свойства низкие, а при увеличении концентрации их более 12 мас.Х снижается стабильность модифицирования и ударная вязкость чугуна.

Требуемый эффект модифицирования и его повьппенная стабильность дости30 гается при концентрации магния в смеси от 12 до 17Х. При содержании магния в смеси до 12 мас.Х его остаточное содержание в чугуне оказывается недостаточным для обеспечения высокой степени сфероидизации графита. При увеличении концентрации магния более 17Х процесс модифицирования сопровождается большим пироэффектом и зарактеризуется не- 40 стабильностью пластических свойств.

Введение графита в состав смеси в количестве 15-20 мас.Х увеличивает число готовых центров кристаллизации при его затвердевании и со- 45 держание феррита в структуре, что способствует повьппению пластических свойств чугуна. При содержании гра. фита более 20 мас.Х снижаются стаУ ильность модифицирования и механи- 50 ческие свойства. Обработка чугуна модифицирующей смесью с содержанием графита менее 15 мас.Х сопровождается большим пироэффектом и нестабиль"., костью получаемых результатов. 55

При введении в состав модифицирующей смеси борного. ангидрида и гидрида кальция атомы бора микролегируют чугун, измельчая включения графита, повьппая упругопластические свойства. Верхний предел концентрации гидрида кальция снижен до 11мас.X так как при более высоких содержаниях его увеличивается концентрация окислов и других включений, снижаются пластические свойства чугуна. Нижние пределы борного ангидрида (12 мас.X) и гидрида кальция (7 мас. Х) применяются для более полного восстановления борного ангидрида и повьппения стабильности процесса модифицирования, что объясняется эффективным влиянием бора на эффект микролегирования для получения мелкозернистой структуры чугуна.

Введение гидрида кальция менее

7 мас.Х является недостаточным для полного восстановления борного ангидрида и не оказывает заметного влияния на зарождение графитовой фазы и повьппение упругопластических свойств чугуна в отливках.

Для получения модифицирующих смесей используют следующие материалы: нитриды кремния Si N, гранулированный графит ГГр1, ферросилиций электропечной ФС-75, порошок гидрида кальция СаН>, магний Nr1, карбонаты

Р3М цериевой группы КАЦеН и борный ангидрид кл.А,которые перемешивались в лабораторных бегунах в течение

1-3 мм.

В таблице приведены данные об испытаниях предложенной и известной модифицирующих смесей при равной присадке (0,5Х от массы расплава) в чугун одинакового химического состава.

Модифицирующие смеси вводят в ковш перед выпуском в него чугуна с температурой 1430-1450 С.

Проведены исследования процессов модифицирования порошковыми магнийсодержащими смесями при производстве литых деталей в песчано-глинистых формах. Плавки чугуна проводились в открытой индукционной печи методом переплава.

Стабильность процесса модифицироваиия выражена в процентах от общего объема исследованных образцов и проб и представляет количество образцов и проб, которые по характе.ристикам структуры соответствовали техническим условиям.

Формула изобретения

Стаонльвость процесса ноднфнцкровання °

Неханнчесхне свойства чугуна

Отвоснт Ударная ное удлн- вяаност некие ° хйа/на ва на

Р311

Фер снпнцнй

1 (невестна) 12

2 12

3 15

4и 17

5 11

6 18

26 16

15 12

17 М

20 15

1О

202 15 3

14

9

11

11 ° 2

З6О

367

З1О

27 зо зз

31 г8

73

91

94

96

74

1З

15

Остальное и и и и

1О 8

19 9 го 12

20,2 12,3

Составитель А.Бармыков

Редактор Y.Íåäoëóæåíêo Техред Ч.Дидык Корректор М.Васильева

Заказ 2125/24 Тираж 577 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент™, r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101

6 147

Испытания на ударную вязкость проводят на образцах размером 10 10Р.

"55 мм, U-oáðàýíûì надрезом.

Исходный химический состав чугуна, мас.Х: марганец 0,5-0,8, хром

О, 1-0,3, фосфор до 0,06, никель

0,15-0,3, азот 0 01-0,03 и се1 а 0,05.

Величина присадки 0,5Õ от массы расплава.

Механические свойства чугуна o71.— ределяли на литых образцах и стандартных пробах по результатам 3-4 измерений.

В таблице приведены данные в составах смесей, механических свойствах модифицированных чугунов и стабильности процесса модифицирования. Как видно из таблицы, пластические свойства чугуна, обработанного модифицирующей ср1есью предложенного состава, значительно выше, чем при обработке модифицирующей смесью базового состава 1 и составов 5 и 6, содержание компонентов в которых выходит за предлагаемые пределы.

Технико-экономическая эффективность от применения предлагаемой

5959 6 модифицирующей смеси обуславливается снижением расхода модификатора в 1,5-2 раза и повьппением служебных свойств на 25-377..

Модифицирующая смесь, содержащая магний, графит, борный ангидрид, гидрид кальция и ферросилиций, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения стабильности процесса модифицирования и улучшения пластических свойств чугуна, она дополнительно содержит нитриды кремния и карбонаты редкоземельных металлов (РЗМ) цериевой группы при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Магний 12-17

Графит 15-20

Борный ангидрид 12-15

Гидрид кальция 7-11

Нитриды кремния 10-20

25 Карбонаты РЗМ цериевой группы 8-12

Ферросилиций Остальное