Смесь для модифицирования чугуна

Смесь для модифицирования чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок из высокопрочного чугуна. Цель - повышение механических свойств чугуна и улучшение его жидкотекучести. Смесь для модифицирования чугуна содержит, мас.%: гранулированный магний 5-15

графит 2-5

марганцевый шлак 16-20

ферросилиций остальное. Используется марганцевый шлак от производства стали 110Г13Л. Дополнительный ввод в состав модифицирующей смеси марганцевого шлака позволяет повысить жидкотекучесть в чугуне в 1,16-1,24 раза, σ в 1,06-1,12 раза, δ в 1,5-1,7 раза. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g1) 4, С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКPblTИRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4315726/31-02 (22) 13.10.87 (46) 15.09.89.Бюл. N - 34 (71) Белорусский политехнический институт (72) М.M.Áoíäàðåâ, В.M,Ìèõàéëoâñêèé, А.И.Сарока и Б.А.Коняев (53) 669.15-198 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 1Ф 834188, кл. С 22 С 35/00; 1979.

Авторское свидетельство СССР

И 973654, кл. С 22 С 35/00, 1981. (54) СМЕСЬ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке соста-. вов смесей для модифицирования чугуна.

Цель изобретения — повышение механических свойств чугуна и улучшение его жидкотекучести. Выбор граничных пределов содержания компонентов в смеси предложенного состава обусловлен следующим.

Содержание гранулированного магния в составе смеси установлено исходя из условия получения высоких прочностных свойств отливок. Нижний предел содержания магния (s.ìàñ.Х) соответствует образованию графита шаровидной и вермикулярной формы при общей степени сфероидизации графита не менее 65Х. Ниже этого предела в структуре преобладает графит пластинчатой формы и свойства чугуна снижа-, „„Я0„„15О7842 А 1 производстве отливок из высокопрочного чугуна . Цель — повышение механических свойств чугуна и улучшение. его жидкотекучести. Смесь для модифицирования чугуна содержит, мас.7.: гранулированный магний 5-15; графит

2-5; марганцевый шлак 16-20; ферросилиций остальное. Используется марганцевый шлак от производства стали.

110Г13Л. Дополнительный ввод в состав модифицирующей смеси марганцевого шлака позволяет повысить жидко-. текучесть в чугуне в 1,16-1,24 раза, в 1,06-1,12 раза, сР в 1,5-1,7 раза. 1 табл. ются. Верхний предел содержания магния (15 мас.Х) обусловлен его сильным карбидостабилиэирующим действием и ухудшением экологического эффекта. модифицирования.

Использование графита в модифицирующей смеси позволяет дополнительно создать большее число центров кристаллизации графита и тем самым увеличить количество эвтектических зерен. Измельчение структуры в свою очередь повышает прочность ччгчна.оптимальным. содержанием графита в смеси является 2-5 мас.7. Дббавка графита менее 2 мас._#_ не дает существенного прироста положительного эффекта, более 5 мас,7. — графит полностью не усваивается расплавом, его частицы коагулируют и выделяются при кристаллизации в виде спели, снижая прочность чугуна и ухудшая жидкотекучесть, 1507842

Выбор ферросилиция в качестве компонента модифицирующей смеси обусловлен рядом факторов. 75 ферросилиций хорошо растворим в жидком чугуне и обладает высокой степенью усвоения расплавом. Графитизирующее действие ферросилиция позволяет исключить возможность появления отбела в тонких

25-40

15-20

29-33

15-25

1,5-3,5

До 0,05

Выбор .марганцевого шлака, как компонента смеси для модифицирования чугуна, обусловлен его высоким рафинирующим и легирующим действием на расплав. Марганец, входящий в состав 35 марганцевого шлака, является эффективным перлитизатором металлической основы чугуна, Отбеливающее действие его на структуру чугуна проявляется при более высоких количествах, чем хрома в хромовом шлаке, что позволяет широко варьировать составом модиАицирующей смеси без опасности полу" чения отбела. Наличие соединений

СаО - М80 и РеО позволяет активно 45 провести процесс десульфурации одновременно с модифицированием, Пределы содержания марганцевого шлака в составе смеси (16-20%) отражают полную перлитизацию металлической матри-50 цы. Отклонение в большую сторону от граничных содержащий вызывает появле- ние отбела в тонких сечениях, а при меньших содержаниях марганцевого шла«

I ка наблюдается частичная ферритизация структуры чугуна, что также снижает его прочностные характеристики, . хотя и несколько повышает жидкотекучесть и пластичность. сечениях отливки и повьппает пластич- 10 ность чугуна.. Кроме того, кремний повьппает технологические свойства расплава. Оптимальным количеством является содержание ферросилиция в составе смеси 60-77 мас.%, что в пересчете на чистый кремний составляет 45—

58 мас.%.

Марганцевый шлак представляет собой окислы, образующиеся при восстановительной плавке высокомарганце- 20 вых сталей, например при плавке стали 110Г13Л, имеющие следующий химический состав, мас.%:

Са0

MgO

Si0

Мп

FeO

При изготовлении известной и предлагаемой смесей применялись следующие компоненты: магний гранулированный МгП 1, ТУ 48-10-51-781 графит черный ГЛФ-З, ГОСТ 5420-74; Аеррохромовый шлак производства феррохрома; марганцевый шлак производства стали

110Г13Л; Аерросилиций ФС75, ГОСТ

1415-75„

Технология приготовления смеси заключается в дроблении, взвешивании и перемешивании ингредиентов.Технология применения смеси включает засыпку ее На дно прогретого ковша и последующую заливку жидким металлом.

Большое значение на ход процесса модифицирования оказывает количественный состав марганцевых шлаков.Дпя использования в модифицирующей смеси необходимо применять марганцевый шлак с основностью (СаО/МО ) не менее 1,6. Понижение основности шлака ниже 1,6 говорит о увеличении доли двуокиси кремния в шлаке, что увеличивает поверхностное натяжение шлака и снижает адгезию шлака к неметаллическим включениям в расплаве,которые остаются в нем в виде взвесей и снижают жидкотекучесть чугуна, Повышение основности шлака свьппе 2,1 не дает существенного уменьшения межфазного натяжения на границе металл-шлак, а следовательно, не влияет на более глубокое раАинирование жидкого металла.

При проведении сравнительных испытаний в предлагаемой смеси для модиАицирования использовался марганцевый шлак следующего химического состава, мас.%:

Окись кальция 32,5

Окись магния 17

Дв уок ис ь кремния . 29

Марганец 20

Окись железа 2

Фосфор 0,03

Основность шлака составляла i1 =1,7.

Для проведения сравнительных испытаний чугуна, обработанного известной и предлагаемой модиАицирующей смесями, использовали высокоуглеродистый сплав железа, содержащий, мас.%!

Углерод 3,2

Кремний 2,0

Марганец 0,6

Никель 0,2

Хром 0,11

1507842 ние жидкотекччести в 1,16-1,24 раза, в 1,06- 1,12 раз, в 1,55

1,77 раз.

Формула изобретения

16-20

Остальное

Содержание компонентов, мас,%

Смесь

Яидкотекучесть

dÐ,% КС, (Л„),мм, краж/м при Т = — 1370 С

Графит Силн- Марганкомио- цевый металл шлак м

МПа

Ферросилиций

Магний

13 — Осталь- 650 4 ное

I 90 548

12,5 19

Известная

Предложенная

16 . Осталь- 690 6, 2 810 640

5 2

10 3,5

15 5 ное

Осталь710 7, 6 895 660

725 7, 1 910 682

18 ное

Остальное

Составитель Н;Косторной

Техред И. Верес

Корректор В,Гирняк

Редактор Н.Горват

Заказ 5522/32 Тира 576 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

Сера 0,105

Фосфор 0,05

Механические свойства чугунов исследовались на образцах, изготовленных из заготовок, отлитых согласно

ГОСТ 7293-85.

Испытания на растяжение проводили по ГОСТ 1497-73 на образцах диаметром 14 мм с расчетной длиной 70 мм, Испытания на ударную вязкость проводили на трех образцах шириной

10 мм по ГОСТ 9454-78.

В таблице приведен сравнительный анализ свойств чугуна, обработанного известной и предложенной модифицирующей смесью при расходе смеси на модифицирование, равном 1,2% от массы расплава.

Как следует из таблицы, дополнительный ввод в состав смеси марганцевого шлака обеспечивает повышеСмесь для модифицирования чугуна, содержащая гранулированный магний, 10 графит и ферросилиций, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повыше- ния механических свойств чугуна и улучшения его жидкотекучести, она дополнительно содержит марганцевый шлак: при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гранулированный магний 5-15

Графит 2-5

Марганцевый шлак

Ферросилиций