Модифицирующая смесь для получения высокопрочного чугуна

Модифицирующая смесь для получения высокопрочного чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к смесям для обработки чугунов, предназначенных для изготовления разностенных отливок с повышенными физикомеханическими свойствами без отбела. Цель изобретения - повышение физико-механических свойств чугуна в разностенных отливках. Модифицирующая смесь содержит силикокальций, ферросиликомишметалл, никель , графит, железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру и чугунную стружку при следующем соотношении компонентов, мас.%: железо-кремний-магний-кальциевая лигатура 60 - 80; силикокальций 16- 20; ферросиликомишметалл 3 - 8; никель 0,1 - 5; графит 0,3 - 5; чугунная стружка остальное. Дополнительный ввод в состав смеси никеля и графита и ввод магния в составе железо-кремний-магний-кальциевой лигатуры обеспечивает повышение на 15-20% физико-механических свойств обрабатываемого чугуна в отливках с толщиной стенки 15-75 мм. 2 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss)s С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЯ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4730133/02 (22) 29.05.89 (46) 15.11.91; Бюл. ¹ 42 (71) Криворожский центральный рудоремонтный завод горно-обогатительного оборудования им. 60-летия СССР (72) Н.П,Лыков, В.Д.Краля, А.И.Чернявский, AT. Косяк, Г.Д.Плешивенко, В.Н.Ященко, Е,Н.Зосименко, Н.И.Худенко и В,С;Чумак (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №

1014911, кл. С 21 С 1/10, 1983.

Авторское свидетельство СССР №

1125276, кл. С 22 С 35/00, 1.984. (54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ

ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к смесям для обработки чугунов, предназначенных для изготовления разноИзобретение относится к металлургии, в частности к составам смесей для обработки чугунов, предназначенных для изготовления отливок с повышенными физико-механическими свойствами в литом состоянии.

Цель изобретения — повышение физикомеханических свойств чугуна в разностенных отливках.

Предлагаемая модифицирующая смесь, содержащая магний, силикокальций, ферросиликомишметалл и чугунную стружку, дополнительно содержит никель и графит, а в качестве магнийсодержащего материала содержит железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ы 1691418 А1 стенных отливок с повышенными физикомеханическими свойствами без отбелэ.

Цель изобретения — повышение физико-механических свойств чугуна в рэзностенных отливках. Модифицирующая смесь содержит силикокальций, ферросиликомишметалл, ни- кель, графит, железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру и чугунную стружку при следующем соотношении компонентов, мас.%: железо-кремний-магний-кальциевая лигатура 60 — 80; силикокальций 16 — 20; ферросиликомишметалл 3 — 8; никель 0,1 — 5; графит 0,3 — 5; чугунная стружка остальное.

Дополнительный ввод в состав смеси никеля и графита и ввод магния в составе железо-кремний-магний-кальциевой лигатуры обеспечивает повышение на 15 — 20% физи- ф ко-механических свойств обрабатываемого чугуна в отливках с толщиной стенки 15-75 мм. 2 табл.

Железо-кремний-мэгнийкальциевая лигатура 60 — 80

Силикокальций 16 — 20

Ферросиликомишметалл 3 — 8

Никель 0,1 — 5

Графит 0,3 — 5

Чугунная стружка . Остальное

Ввод никеля в состав модифицирующей смеси способствует перлитизации структуры чугуна, измельчению перлитной основы, кроме того, снижает твердость отливок тонких сечений, кромок и углов отливки, предупреждая отбел, а также способствует выравниванию свойств разностенных отли-, вок. Кроме того, ввод никеля в состав моди- фицирующей смеси способствует как лучшему усвоению модифицирующих зле1691418 ментов магния, РЗМ (из-за утяжеления смеси, препятствующего всплыванию ее), так и одновременному лучшему распределению никеля по всему объему жидкого чугуна (благодаря барботажу, активному ее перемешиванию модифицирующими элементами — магнием, P3M), При содержании в смеси никеля менее

0,1 его действие как микролегирующего элемента, вызывающего повышение физико-механических. свойств чугуна, не проявляется, Ввод более 5 никеля в состав смеси при наличии в сплаве ферросиликомишметалла на верхнем пределе способствует образованию в структуре чугуна цементита, появление которого резко снижает пластические свойства чугуна. При этом ввод в состав смеси более 5 никеля из-за его дефицитности и дороговизны экономически нецелесообразен, Графит в смеси способствует образованию дополнительных центров кристаллизации, устранению отбела и уменьшению усадки.

Содержание графита в составе менее

0,3% практически не оказывает влияния на процесс эародышеобразования, Ввод графита в состав смеси в количестве более 5% приводит к выделению спели в чугуне, что ухудшает качество отливок, Ввод магния в смесь в составе железокремний-магний-кальциевой лигатуры обеспечивает высокую графитизи рующую способность смеси при различных скоростях охлаждения, а также способствует ослаблению карбидообраэующего действия магния. При содержании этой лигатуры в составе смеси менее, 60 мас. снижаются степень сфероидиэации графита и механические свойства чугуна (в особенности при его обработке с повышенным содержанием серы).. При увеличении содержания лигатуры в состав смеси более 80 мас.% увеличивается угар, получается неоднородная структура с отдельными включениями карбидов. Наличие в составе смеси силикокальция в количестве 16 — 20 мас,% обусловлено

его высокой графитизирующей и модифицирующей эффективностью, Кальций в совокупности с элементами смеси (с магнием, P3M) способствует образованию в чугуне мелкого шаровидного графита, устранению

"черных пятен" и повышению прочностных и пластических свойств чугуна отливок.

При содержании в составе смеси силикокальция менее 16 мас.% появляется отбел в тонкостенных, длинномерных отливках, а при содержании более 20 мас.% ухудшается растворимость смеси.

Наличие в составе модифицирующей смеси ферросиликомишметалла повышает степень сфероидизации графита и механические свойства высокопоочного чугуна в отливках благодаря размельчению и увеличению количества графитовых включений

При наличии в составе смеси менее 3 мас, ферросиликомишметалла его действие на измельчение и сфероидизацию графита не проявляется. При содержании в составе смеси более 8 мас. ферросиликомишметалла приводит к появлению отбела в тонкостенных отливках

Чугунная стружка является покрывочным материалом для смеси, способствующем ее постепенному растворению в чугуне и обеспечивающим лучшее усвоение модифицирующих компонентов.

В литейном цехе Криворожского центрального рудоремонтного завода изготовлены и опробованы модифицирующие смеси для обработки чугуна при отливке плит паллет кольцевого охладителя.

В табл, 1 приведены составы смесей.

В качестве железо-кремний-магнийкальциевой лигатуры применяют лигатуру марки 8-СМГ-7 с низким содержанием кальция, имеющую следующий химический состав, мас,%: магний 7; кальций 0,5; кремний

53; железо остальное. Поэтому для повышения графитизирующей и сфероидизирующей способности смеси дополнительно вводят в состав силикокальций марки СК 20 с содержанием кальция 20%. Кальций является элементом, способствующим как графитизации чугуна. так и сфероидиэации графита. Особенно он эффективен как сфероидизатор графита в присутствии магния и

Р3М. Повышение сфероидизирующей способности смеси позволяет также повысить механические, особенно пластические, свойства чугуна.

Чугун плавят в электродуговой печи емкостью 6 т, Температура выпуска чугуна

1380 — 1400 С. Расход смеси составляет 2 $ от массы жидкого металла. Смесь загружают на дно ковша, Для исследования механических свойств и микроструктурного анализа заливают клиновидные ступенчатые пробы и отливки плит паллет. Темпера- тура заливки чугуна 1320-1340 С.

В табл, 2 приведены механические свойства и структура исследуемых чугунов при вводе испытуемых смесей.

Обработка чугуна смесями предлагаемого состава позволяет получить повышение механических свойств в разностенных отливках за счет улучшения степени сфероидизации графита, а также способствует устранению в структуре чугуна цементитной

1691418

Таблиуа 1

Состав смеси„ мас.Ф

Смесь

Чугунная стружка

Гоайит

Ферросиликомишметалл

Силикокальций

Железо-кремний магний-кальцие" вая лигатура пикель

5

S0

Э

2,5

G,3

0,2

1S

16

21

5

2,5

0,10,05

Остальное н

»I1»

Остальное

2

4

59

20

В известном составе (авт.св. 11 1125276) вместо железо-кремний-магнийкальциевой лигатуры содержится 84 магния и 43 плавикового шпата. составляющей, что позволяет исключить из технологического процесса высокотемпературный отжиг отливок.

Ожидаемый экономический эффект от применения предлагаемого состава смеси на одной отливке (масса отливки паллет 4;5 т) составляет около 600 руб.

Формула изобретения

Модифицирующая смесь для получения высокопрочного чугуна, содержащая магнийсодержащий материал, силикокальций, ферросиликомишметалл и чугунную стружку, отличающаяся тем, что, с целью повышения физико-механических свойств чугуна в разностенных отливках, она дополнительно содержит никель и графит, а в качестве магнийсодержащего материала

5 содержит железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру при следующем соотношении компонентов, мас. :

Железо-кремний-магнийкальциевая лигатура 60 — 80

10 Силикокальций 16 — 20

Ферросиликомишметалл 3 — 8

Никель 0,1 — 5

Графит 0,3 — 5

Чугуная стружка Остальное

1691418

Таблица 2

Механические свойства

Состав испыСтруктура чугуна отливок туемых смесей

Цементит (u) бв, МПа феррит (e) Перлит

Степень сферо илизации графита (П) Длв толщины стенок отливок 15 мм

80 о)

Для толщины стенок

13,6 191

16,3 185

14,5 179

5,5 204

7,2 201

7,3 190 отливок 35 мм

Для толщины стенок отливок 75 мм

1,5

0,5

Составитель А. Бармыков

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М»Шароши

Редактор M.Ïåòðîâà

Заказ 3908 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

600 590

500

455

425

15,0

18,0

16,0

6,0

6,0

8,0

13,0

15,4

13,7

5,1

6,8

6,9

212

207

197

224

221

210

176

167

168

178

18

5 1 5

72

68

82

92

92

97

97