Способ получения чугуна с компактным графитом

Способ получения чугуна с компактным графитом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для изготовления различных деталей, изготовляемых из ковкого чугуна. цель изобретения - сокращение продолжительности графитизирующего отжига. Для этого расплав чугуна гранулируют со скоростью охлаждения 3000 - 15000°С/с, затем повторно расплавляют полученные гранулы. Использование в шихте чугунных гранул позволяет сократить время графитизирующего отжига белого чугуна в сравнении с традиционным режимом отжига в 2,0 - 2,2 раза. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН щ)$ С 21 С 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕ1 ЕЛЬСТВУ

ГОСУААРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

r10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4272922/31-02 (22) 02,06.87 .(46) 23.05.90 . Бюл. 19 (71) Ленинградский политехнический институт им. М.И.Калинина (72) Г.А.Косников, А.А.Усольцев и В.Н.Саливон (53) 621.745(088.8) (56) ГОСТ 1215 - 79.

Васильев Е.A. Отливки из ковкого чугуна. — M. Машиностроение, 1976, с. 102. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С КОМ"

ПАКТНЫМ ГРАФИТОМ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к разработке способа получения чугуна с компактным графитом.

Цель изобретенил — сокращение продолжительности графитизирующего отжига.

Способ получения чугуна с компактным графитом включает в себя получение чугунных гранул или дроби из жидкого металла, повторное расплавление их, заливку расплава в форму и термическую обработку отливок иэ белого . чугуна длл получения компактного графита.

Скорость охлаждения чугуна при гранулировании определяется прежде всего размерами получаемых гранул.

При центробежном способе гранулирования получаются гранулы размером 1

5 мм. В гранулах такого размера реализуется скорость охлаждения 150003000 С/с.

„„SU„„1565894 А 1

2 (57) Изобретение может быть использовано для изготовления различных деталей, изготовляемых из ковкого чугуна. Цель изобретения - сокращение продолжительности графитизирующего отжига. Для этого расплав чугуна гранулируют со скоростью охлаждения

3000 - 15000 С/с, затем повторно расплавляют полученные гранулы. Использование в шихте чугунных гранул позволяет сократить время графитиэирующего отжига белого чугуна в сравнении с традиционным режимоМ отжига в ?,0

2.,2 раза. 3 табл.

Скорость охлаждения чугуна менее

3000 С/с является нецелесообразной так как структура йолучаемых при этом гранул не отвечает предъявляемым требованиям по дисперсности, структура ) гранул становится крупнодисперсной, Ql

Скорость охлаждения чугуна более ф

15000 С/с при указанном способе по- (;д лучения гранул технологически трудно ( достигаема., Ж

Особенность использования чугунных гранул в качестве шихтовых материалов заключается B том, что сами гранулы, закристаллиэовавшиеся с высокой скоростью охлаждения и, следовательно, с большим переохлаждением, характеризуются дисперсной, неустойчивой структурой белого чугуна. Эти особенности структуры гранул наследуются полученным при их расплавлении чугуном. Повышеннал склонность к образованию метастабильных структур позволяет увеличить углеродный эквивалент

3 15658 . (до С 4,3) расплава с гарантиро- . ванный получением в отливке белого чугуна, при этом значительно улучшаются литейные свойства по сравнению с бе5 лым чугуном, традиционна используемым для получения ковкого чугуна (C

3,0 - 3,6). Кроме того„ увеличение углеродного эквивалента и снижение устойчивости карбидов ;,:пос< 5ствуют сокращению длительности термической обработки.

Таким образом, сокращение длительности графитизирующего отжига белого, чугуна при использовании способа объясняется сохранением дисперсности и повышенной неустойчивостью карбидных фаз белого чугуна в отливках, характерных для структуры исходных гранул, а также повышением углерод- 20 ного эквивалента белого чугуна и, . следовательно, повышением его графи тизирующей способности в процессе отжига °

Пример. Чугун выплавляют a . 2

,лабораторных условиях в высокочастотной индукционной тигельной печи вмес тимостью 40 кг с основной футеровкой, Шихта состоит из предельного чугуна ПЛ 2 и стальных отходов. Расплав чугуна охлаждают со скоростью 3О0015000 С/с путем его гранулирования с последующим расплавлением гранул для получения исходного белого чугу на.

Гранулы получают распылением струи З ! металла, перегретого до 1480 - 1500 С, ,водой на грануляторе центробежного действия ° При данном способе гранулирования получаются гранулы размером

1 - 5 мм. В гранулах такого размера реализуется скорость охлаждения

3000 " 15000 C/с. Гранулы размером

1,3 и 5 мм, охлажденные со скоростью

15000, 5000 и 3000 С/с соответственно, расплавляют, перегревают металл до 1370 - 1400 С и заливают его в форму, затем термообрабатывают. Для сравнения получают белый чугун, традиционно используемый для получения ковкого чугуна.

Из чугунов, полученных по извест-,,ной и предлагаемой технологиям, за94 ф ливают пробы для, определения, литеиных свойств (жидкотекучесть, объем усадочных дефектов) и пробы, из которых изготавливают образцы для механичес-. ких испытаний. Литые образцы подвергают термической обработке для получения перлитной и Ферритной структур металлической основы.

Режимы термической обработки приведены в .табл. 1 и 2,.а литейные и механические свойства полученных чугунов - в табл. 3.

Положительный эффект достигается за счет сокращения расхода энергии, уменьшения эксплуатационных расходов на термическое оборудование, повышения производительности печей, сокращения цикла изготовления отливок и является результатом сокращения в

2,0 - 2,5 раза длительности графитизирующего отжига белого чугуна .

Высокие скорости охлаждения.расплава, характерные для процесса гранулирования, позволяют обеспечивать в гранулах и в отливках структуру белого чугуна при повышенном содержании углерода и кремния (углеродный эквивалент повышается с 3,0 - 3,6 до

4,2 - 4,33). Это приводит к уменьшению интервала кристаллизации и улучшению линейных свойств. Повышение жидкотекучести позволяет расширить номенклатуру изготовляемых тонкостенных отливок, а уменьшение усадки обеспечивает возможность снижения массы прибылей, что приводит к достижению дополнительного положительного эффекта.

Формула изобретения, Cnoco6 получения чугуна с компактным графитом, включающий расплавление шихты, заливку в форму, выдержку до кристаллизации, графитизирующий отжиг, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности графитизирующего отжига, расплав. дополнительно гранулируют со скоростью охлаждения 3000 о

15000 С/с, после чего вновь расплавляют и заливают в форму.

1565894 й»

12

2

16

34

14

4

Чугун

2 12

Стадии термообработки

Получение перлитного чугуна: нагрев до 930-950 С выдержка при 930"950 С охлаждение до 900.С охлаждение на воздухе нагрев до 680-690 С и выдержка (для получения зернистого перлита) охлаждение с печью до 550 С охлаждение на воздухе всего

Получение ферритного чугуна: нагрев до 930-950 С выдержка при 930-950 С охлаждение промежуточное до 760 С контролируемое охлаждение с 760 до 700 С охлаждение с печью до 550 С охлаждение на воздухе всего

l » «»«

Структура при выдержке при 930-950 С, ч

Извест- Аустенит+ Аустенит+ ный цементит графит.

Предла- Аустенит+ То же гаемый графит

Табл и ца 1

Режим термообработки чугуна, ч известного предлагаемого.

Табли.ца 2

Структура при длительности охлаждения с 760 до 700 С,ч

53 ферритаФ 1003 феррита, 953 перлита, графит графит

1003 феррита 100 феррита

1 565894 Табли ца 3

Литейные свойства

Механические свойства чугун.

Жид коте ку" Объем усачесть L, мм, дочных депри Т 1450 С фектов, 3 в. МПа 6<ä, МПа

НВ

260 12 163

490 3 249

300

270 10-12 163

500 2-3 249

820

П р и м е ч а н и е. В числителе данные ферритного чугуна, а в знаменателе - перлитного чугуна (для предлагаемого чугуна в знаменателе приведены данные о механических свойствах после проведения отжига по режиму, при котором длительность выдержки при 930-950 С сокращена с 12 до

2 ч, а длительность охлаждения с 760 до 700 С с

14 до4 ч)„

Редактор И.Дербак

Заказ 1199 Тираж 496 Подписное

B ÍÈÈÏÈ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательскии комбинат Патент, r. Ужгород, ул. а .ар

11 II л. Гага ина 101 (Известный

Предлагаемый

620

Соста витель Е. Архипенкова

Техред И.Дидык Корректор Э.Лончакова