Чугун для изложниц

Чугун для изложниц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию чугунов, предназначенных для отливки изложниц, и может быть использовано в специализированных цехах изложниц и в литейных цехах. Цель изобретения - повышение термостойкости чугуна и стойкости изложниц. Предлагаемое изобретение предусматривает оптимизацию химического состава высокоуглеродистого чугуна доменной плавки, применяемого для отливки изложниц. Новым является то, что чугун дополнительно содержит барий при предлагаемом соотношении компонентов, и то, что отношение суммы графитизирующих элементов к сумме карбидообразующих элементов , входящих в состав чугуна, соответствует пределам 4,6 - 8,0. Это обеспечивает повышение термостойкости чугуна на 10 - 20% и увеличивает срок службы изложниц на 10-15%. Соотношение компонентов в предлагаемом чугуне следующее, мас.%: углерод 4,1 - 4,5; кремний 0,8 - 1,2; марганец 0,5 - 1,0; хром 0,12 - 0,30; барий 0,001 - 0,005; железо остальное, 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ЯЛ,, 1686022 А1 (51)5 С 22 С 37/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4?70329/02 (57) Изобретение относится к металлургии, (22) 18.12,89 в частности к изысканию чугунов, преднаэ(46) 23.10.91. Бюл. М 39: наченных для отливки изложниц, и может (71) Донецкий научно-исследовательский -".,:::-быть использовано в специализированных институт черной металлургии - цехах изложниц и в литейных цехах, Цель (72) В.Л.Гуторова, В.В.Лесовой, В.А.Курга- изобретения — повышение термостойкости нов, А.А.Федорко, П.Д.Стец, С.К.Камма; чугуна и стойкости изложниц. Предлагаемое

Е,В.Мокров, Л.А. Крохмаль, В.В.Пакулев, . изобретение предусматривает оптимизацию

Ф.С.Торопов и А.А.Горячев химического состава высокоуглеродистого чу(53) 669.13.018 (088.8) гуна доменной плавки, применяемого для от(56) Авторское свидетельство СССР ливки изложниц. Новым является то,что чугун

М 428035, кл. С 22 С 37/10, 1976. дополнительно содержит барий при предлаАвторское свидетельство СССР " гаемом соотношении компонентов, и то, что.

М 648636, кл. С 22 С 37/06, 1979. отношение суммы графитизирующих элеАвторское свидетельство СССР ментов к сумме карбидообразующих элеМ 1199820, кл. С 22 С 37/06, f985. ментов, входящих в состав чугуна, А в т о р с к о е с в и д е т е л ь с т в о С С С P соответствует и ределам 4,6 — 8,0. Это обесN 1388452, кл. С 22 С 37/06, 1988. печивает повышение термостойкости чугуИэложницы чугунные. ТУ 14 —.12 — 14 — на на 10 — 20 и увеличивает срок службы

84. изложниц на 10 — 15 . Соотношение компо(54) ЧУГУН ДЛЯ ИЗЛОЖНИЦ, нентов в предлагаемом чугуне следующее, мас. : углерод 4,1 — 4,5; кремний 0,8 — 1,2; марганец-0,5 — 1,0; хром 0,12 — 0,30; барий 0,001 — 0,005; железо остальное. 1 табл. о

QQ

0 с) Изобретение относится к области металлургии, в частности к изысканию чугунов, предназначенных для отливки изложниц; работающих в условиях многократных теплосмен.

Цель изобретения — повышение термостойкости чугуна и стойкости изложниц.

Повысить разгаростойкость чугуна мож но путем увеличения доли перлитной составляющей в его структуре при обеспечении достаточной термической стабильности перлита, что достигается его легированием карбидообразующими элементами.

В предложенном чугуне, содержащем, Р

С, Si, Mn, Cr и Fe, уменьшено содержание. марганца, увеличено содержание хрома и введен барий при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод 4,1 — 4,5

Кремний 0,8 — 1,2

Марганец 0,5 — 1,0

Хром 0,12 — 0,30

Барий 0,001 — 0,005

Железо Остальное

При этом необходимым условием ловышения термостойкости чугуна и стойкости

1686022

50 изложниц является получение перлитной структуры без свободных карбидов и ледебурита, что обеспечивается определенным отношением суммы графитизирующих элементов к сумме карбидообразующих элементов, входящих в состав предлагаемого чугуна, Это отношение для предлагаемого состава чугуна должно быть в пределах 4,6 — 8,0.

В изобретении используется косвенное влияние бария на термостойкость чугуна, так как повышение сопротивления чугуна развитию сетки трещин разгара достигается не за счет самого бария; а за счет ввода в чугун карбидообразующих элементов, а барий позволяет увеличить пределы их содержания, способствуя графитизации в первой стадии.

Следовательно, положительный эффект достигнут не только за счет дополнительного ввода бария, а за счет определенного содержания карбидообразующих и графитизирующих элементов, введенных в чугун в предложенных пределах и при предложенном их отношении.

Предложенное отношение суммы графитизирующих элементов к сумме карбидообразующих элементов не может быть распространено на известные чугуны, соцержащие указанные элементы в иных пределах, так как для достижения поставленной цели при изменении соотношения компонентов, входящих в состав чугуна, требуется и иное их отношение.

Таким образом, барий только в сочетании с введенными в чугун карбидообразующими элементами позволяет повысить стойкость изложниц. Совокупное действие карбидообразующих и графитизирующих элементов, введенных в предложенных пределах и при предложенном их отношении только для данного состава чугуна, позволяет повысить стойкость изложниц, Пределы содержания углерода и кремния в предлагаемом чугуне выбраны с учетом их совместного влияния на структуру чугуна. В ысо кое содержа н ие угл е рода (4,1—

4,5%) обеспечивает получение в структуре чугуна крупного пластинчатого графита, что увеличивает термостойкость чугуна изложниц.

При высоком содержании углерода в чугуне увеличение верхнего предела содержания кремния более 1,2% нецелесообразно, так как это приводит к увеличению ферритной составляющей в металлической основе при эвтектоидном превращении, что уменьшает сопротивление развитию сетки трещин разгара, Уменьшение нижнего предела содержания кремния более 0,8% приводит к

45 появлению ледебурита в структуре чугуна, что недопустимо для чугуна изложниц.

Марганец в предлагаемых пределах (0,5 — 1,0%) обеспечивает получение перлитной структуры в литом состоянии. Увеличение верхнего предела содержания марганца более 1,0% нежелательно, так как при наличии в чугуне хрома и снижении верхнего преде-ла содержания кремния до 1,2% высокое содержание марганца приводит к отбелу и опасности появления трещин. При содержании марганца менее 0,5% не обеспечивается получение перлитной структуры в литом состоя нии.

Добавка хрома в пределах,0,12 — 0,3% способствует стабилизации перлита, повышенная устойчивость которого против воздействия высоких температур связана с образованием сложного карбида (ГеСг)зС вместо цементита. При содержании хрома менее 0,12% не обеспечивается достаточная термическая стабильность перлита, что снижает сопротивление чугуна развитию сетки трещин разгара. Увеличение верхнего предела содержания хрома более 0,3% приводит к появлению ледебурита в структуре чугуна, что снижает его трещиноустойчивость.

Ввод бария (0,001 — 0,005%) достаточен для обеспечения модифицирующего действия, Благодаря ускорению первой стадии графитообразования и замедлению второй стадии графитизации, барий позволяет расширить пределы содержания карбидообразующих элементов и при этом получить исходную перлитную структуру без наличия карбидов.

Увеличение содержания бария более

0,005% изменяет форму графита и приводит к получению в структуре различных переходных форм, что ухудшает свойства чугуна изложниц, При содержании бария менее

0,001% не гарантируется устранение карбидов в литой структуре чугуна изложниц при наличии карбидообразующих элементов в составе предлагаемого чугуна.

Пределы (4,6 — 8,0) отношения суммы графитизирующих элементов к сумме карбидообраэующих элементов выбраны с учетом совместного влияния указанных элементов на литую структуру чугуна изложниц.

Нижний предел (менее 4,6) указанного отношения исключает такой вариант сочетания компонентов, входящих в состав предлагаемого чугуна. при котором все карбидообразущие элементы находятся на верхнем пределе их содержания в чугуне, а все графитизирующие элементы находятся на нижнем пределе их содержания в чугуне.

Такое сочетание графитизирующих и карби1686022

Отношение суммы графитизирующих к сумме карбидообразующих элементов

СтойТермостойкость, циклы

Механические свойства

Чугун кость изложниц, наливы

Железо

Барий

Крем- Марний ганец

Углерод

Хром гсж °

МПа

ИзвеСТН ЫЙ (доменный чугун по ТУ

14-1214-84

86 59

Ос440

0,08

0,7 1,1

4,0 тальное

79 51

1,0 1,2

421

0,05

4,2 дообразующих элементов в чугуне для изложниц недопустимо, так как при этом возможно появление карбидов в литой структуре чугуна, что недопустимо для чугуна изложниц.

Верхний предел (выше 8,0) указанного отношения не допускает такого сочетания компонентов, входящих в состав предлагаемого чугуна, при котором все карбидообразующие элементы находятся на нижнем пределе их содержания в чугуне, а все графитизирующие элементы — на верхнем пределе, Такое сочетание недопустимо, так как при этом снижается термическая стабильность перлита и появляется возможность выделения феррита в литой структуре чугуна, что снижает стойкость изложниц.

Способ получения чугуна предлагаемого состава характеризуется простотой технологии, Пример. Высокое содержание углерода в чугуне обеспечивается за счет использования жидкого передельного чугуна доменной плавки, поступающего в литейные цехи или в специализированные цехи изложниц, Заданные пределы содержания, кремния и марганца в чугуне обеспечиваются химическим составом передельного доменного чугуна большинства заводов и не требуют дополнительного ввода ферросплавов, Использование в шихте доменных печей природнолегированных руд или металлодобавок в виде металлолома приводит к получению заданных пределов содержания хрома в чугуне.

Так, например жидкий доменный передельный чугун содержит хром в количестве

0,12 — 0,20% и по содержанию углерода, кремния и марганца удовлетворяет пределам предлагаемого состава чугуна. Получение выбранных пределов по содержанию

Массовая доля элементов, бария в предложенном чугуне достигается при модифицировании доменного чугуна ферросилицием с барием марки ФС75Ба4 (ТУ 14 — 5 — 160 — 84) в количестве 0,05 — 0,2%

-к массе жидкого чугуна, Ферросилиций с барием вводятся на дно чугуновозного ковша перед выпуском чугуна из доменной печи либо в литейном цехе при переливе жидкого чугуна из чугу-. новозного ковша в разливочный.

В таблице приведены составы предлагаемого чугуна для отливки изложниц, а также термостойкость чугунов и стойкость изложниц приведенных составов в сопоставлении со свойствами известного чугуна.

Термостойкость чугунов определяют в литом состоянии по режиму: нагрев до

800 С, охлаждение водой. Термостойкость оценивают по числу циклов до появления трещины.

Использование чугуна предлагаемого состава обеспечивает повышение термостойкости на 10 — 20% и увеличение стойкости изложниц на 10 — 15%.

Формула изобретения

Чугун для изложниц, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и железо, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения термостойкости чугуна и стойкости изложниц, он дополнительно содержит барий при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод 4,1 — 4,5

Кремний 0,8 — 1,2

Марганец 0,5 — 1,0

Хром 0,12 — 0,30

Барий 0,001 — 0,005

Железо Остальное причем соотношение суммы графитизирующих элементов к сумме карбидообразующих составляет 4,6 — 8,0.

1686022

Редактор И.Шмакова

Корректор Э.Лончакова

Заказ 3578 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4!5

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

0ю

1,( ) (0,8

Составитель Г,Дудик

Техред М.Моргентал