Способ модифицирования чугуна комплексным модификатором

Способ модифицирования чугуна комплексным модификатором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к модифицированию высокохромистого износостойкого чугуна . Цель - повышение механических свойств чугуна и ликвидация транскристаллизации . Способ включает следующие операции: измельчение модифицирующих компонентов, подбор их массовых соотношений и ввод под струю при переливе металла в ковш, при этом введение компонентов осуществляют при 1350-1550°С в суммарном количестве 0,2-0,35 мае.% в следующей последовательности: сначала алюминий , далее висмут и бор, а .при 1390-1450°С вводят силикокальций при следующем соотношении компонентов, мас.%: AI 3-24, В 3-30, 81 0,6-2,1. SiCa - остальное. 4 табл. (Л С

coIo3 сОВ/ тских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 С 21 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4482748/02 (22) 27,06.88 (46) 23.05,91. Бюл. № 19 (71) Белорусский политехнический институт (72) О.С.Койаров, Д.О.Комаров и Н.И.Урбанович (53) 621.785.79(088.8) (56) Комаров О.С. Термокинетические основы кристаллизации чугуна, — Минск: Наука и техника, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 507652, кл, С 21 С 1/00, 1966. (54) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА КОМПЛЕКСНЫМ МОДИФИКАТОРОМ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к модифицированию высокохромистого износостойкого чугуна.

Целью изобретения является повышение механических свойств чугуна и ликвидация транскристаллизации в отливках путем оптимизации соотношения и условий ввода отдельных компонентов комплексного модификатора, содержащего карбидообразующий (B), химически актиьный (Al), поверхностно-активный (Bi) компоненты и кремнийсодержащую добавку (SiCa).

Сущность способа заключается в том, что для комплексного модификатора, включающего химически активный, карбидообразующий, поверхностно-активный элементы и кремнийсодержащую добавку, подбирают оптимальное соотношение ком„„. ЖÄÄ 1650706 А1 (57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к модифицированию высокохромистого износостойкого чугуна, Цель — повышение механических свойств чугуна и ликвидация транскристаллизации. Способ включает следующие операции: измельчение модифицирующих компонентов, подбор их массовых соотношений и ввод под струю при переливе металла в ковш, при этом введение компонентов осуществляют при 1350 — 1550 С s суммарном количестве 0,2 — 0,35 мас.% в следующей последовательности: сначала алюминий, далее висмут и бор, а .при

1390-1450 С вводят силикокальций при следующем соотношении компонентов, мас.%: AI 3-24, В 3-30, В 0,6 — 2,1, SiCa— остальное. 4 табл. понентов,мас.%: AI3 — 24; В 3-30; Bi0 6 2,1;

SiCa -остальное, порядок ввода отдельных компонентов и оптимальные температуры ввода. При этом критерием оптимизации соотношения компонентов служат механические характеристики и определяющая их глубина транскристаллизации образцов.

При подборе порядка ввода и определении оптимальных температур ввода добавок s расплав эффект модифицирования оценивают по глубине транскристаллизации, Проводят несколько серий экспериментов. Чугун плавят в силитовой печи, перегревают до 1450 С, после чего в него вводят модификаторы и часть металла заливают в ампулы Р22 мм с целью получения образцов для определения глубины транскристаллизации (А), а остальной расплав используют для отливки стандартных проб

1650706

50 для определения ударной вязкости (КС) и прочности на изгиб (сто), Модифицирование осуществляют в две стадии; В + Al + Bi вводят одновременно, à SICa — отдельно через 15 с.

Результаты экспериментов сведены в табл. 1.

Соотношение ферросилиция и магния при модифицировании по известному способу 3:1 в первой порции.

Из табл,1 следует, что между глубиной транскристаллизации и прочностными характеристиками наблюдается обратная связь: чем уже зона транскристализации, тем выше прочность на изгиб и ударная вязкость, Исходя из сказанного, в ходе дальнейших экспериментов при подборе порядка ввода компонентов комплексного модификатора и оптимальных температурных условий модифицирования не определяют прочностные характеристики, а фиксируют только глубину транскристаллизации (А).

Наилучший эффект наблюдается при следующем соотношении компонентов КМ, мас.%: Al 3 — 24, В 3 — 30, Bi 0,6-2,1; SiCa остальное.

Вторую серию экспериментов проводят с целью подбора величины добавки КМ, имеющей следующее соотношение компонентов, мас.%: 15 B + 10 А1 + 1,6 В + Са (остальное), В + Al+ Bi вводят вместе, à SiCa— отдельно при 1450 С.

Результаты экспериментов сведены в табл. 2, Из табл.2 следует, что величина добавки

КМ должна выдерживаться в пределах 0,20,35 мас,%. Превышение этого предела не ведет к дальнейшему снижению глубины транскристаллизации, а ударная вязкость даже несколько снижается за счет насыщения чугуна кремнием.

Для определения влияния порядка ввода компонентов комплексного модификатора на эффект устранения транскристаллизации меняют последовательность ввода компонентов, которые вводят при 1450 С с интервалом 5 с, Критерием оценки эффективности модифицирования служит ширина зоны транскристаллизации.

Результаты экспериментов сведены в табл.3.

Величина добавки 0,3 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас,%

15 В+ 10 В+ 1,6 Bi+ SiCa (остальное).

Как следует из табл.3, порядок ввода модификаторов заметно влияет на эффективность комплексного модифицирования.

Оптимальным следует признать ввод добавок в такой последовательности: В + Al + Bi+

4- SiCa или вначале вместе В+ Al Bi, а затем

SiCa, С целью определения оптимальной температуры ввода комплекса модификаторов ставят серию экспериментов. в ходе которой установлено, что в интервале 1350 — 1550 С температура ввода комплекса В + Al + Bi не влияет на эффект модифицирования, в то время как для SiCa установлен оптимальный интервал ввода добавки 1390-1450 С.

Результаты экспериментов сведены в табл:4.

Пример. Высокохромистый чугун модифицируют КМ по описанной технологии. Чугун плавят в индукционной печи

ИСТО16 с кислой футеровкой. При

1500 С расплав переливают в ковш емкостью 50 кг и под струю в г:роцессе перелива вводят совместно В + Al + Bi. С поверхности расплава удаляют шлак и с помощью штанги на дно ковша вводят при 1400 С SiCa. Величина добавки 0,3% от массы расплава, При

1380 С расплав заливают в формы с целью получения стандартных образцов для определения прочности на изгиб и ударной вязкости.

Для сравнения вторую порцию расплава модифицируют при 1400 С магнием (из расчета 7 кг на 1 т расплава) и 75%-ным ферросилицием (из расчета 21 кг на 1 т расплава). После выдержки проводят при

1350 С повторное модифицирование магнием (из расчета 10 кг на 1 т расплава).

В первом случае получают увеличение ударной вязкости с 4,2 до 10,8 Дж.см и прочности на изгиб с 640 до 1030 МПа, a so втором случае прочностные характеристики остаются на прежнем уровне.

Формула изобретения

Способ модифицирования чугуна комплексным модификатором, содержащим по-, верхностно-активный элемент и кремнийсодержащую добавку, включающий измельчение, подбор массовых соотношений и ввод под струю при переливе металла в ковш, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств чугуна и ликвидации транскристаллизации, в качестве поверхностно-активного элемента содержит висмут, в качестве кремнийсодержащей добавки — силикокальций и дополнительно алюминий и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алюминий 3-24

Бор 3 — 30

Висмут 0.6 — 2,1

1650706

Силикокальций Остальное а введение компонентов осуществляют при

1350 — 1550 С в суммарном количестве 0,20,35 мас. в сл еду ю щей посл едова тел ь ности: алюминий, висмут и бор. а силикокальций вводят при 1390 — 1450 С.

Таблица 1

Опыт

КС, Дж/см о4, МПа

А, мм

Таблица 2

Таблица 3

* Bee добавки вводят одновременно.

** В + Al + Bi вводят вместе, а затем через 5 с SiCa.

2

4

6

8

11

12 . 13

14

: 16(известный

Соотношение компонентов, мас.

15В+ 10AI+ 0,4Bi+74,6SiCa

15В+ 10AI+ 0,6В (+74,4SiCa

15B+ 10 Al+ 1,6Bi+73,4SICa

15В+ 10А + 2,1Bi+74,6SiCa

15В+ 10AI+ 2,5BI+72,9SICa

15В+ 1AI+ 1,5Bi+72,5SIÑý

15В+ 3AI+ 1,5Bi+82,5SICa

15В+ 13AI+ 1,5Bi+80,5ЯСа

15В+ 24 Al+ 1,5BI+59,5SiCa

15В+ 28AI+ 1.5BI+ 55,5SiCa

1В+ 10AI+ 1,5BI+ 87,5SICa

ЗВ+ 10AI+ 1,5Bi+ 85,5SiCa

12В+ 10AI+ 1,5Bi+ 76,55! Са

ЗОВ+ 10AI+ 1,5Bi+ 58,5SiCa

35В+ 10AI+ 1,5Bi+ 53,5SICa

3 (Fe+ Mg) при .1410 С+ 1 Mg при 130 С

3,5

3,0

2,8

3,2

5,8

4,3

3,3

2,8

3,2

4.3

3.0

2.6

2,5

2,9

3,2

520

6,3

8.1

10,5

7,1

6,2

6,4

6,1

1 1,2

6,3

7,4

8,3

10.2

10,9

8.6

3,4

1650706

Таблица 4

Составитель Г,Дудик

Техред М,Моргентал

Корректор Т.Малец

Редактор Н.Гунько

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101

Заказ 1584 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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