Способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Применение - производство отливок из чугуна с шаровидной (ЧШГ)или вермикулярной (Ч В Г) формой графита. Сущность предложенного способа получения ЧШГ и ЧВГ заключается в том, что при внутриформенном модифицировании в реакционную камеру одновременно с магнийсодержащим (графитсфероидирующим) веществом и кремнийсодержзщим (графитизирующим) сплавом дополнительно вводят азотсодержащее вещество (полный амид угольной кислоты, цианамид кальция и т.д.). При этом в качестве сплава на основе Si применен ферросиликобарий. Предложенный способ получния чугуна обеспечивает повышение трещиностойкости в 1,1-1,28, прочности в 1,21-1.31 раза. 2 з.п.ф-лы. 2 табл.
(19) (! 1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (s1)S С 21 С 1/10
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4803059/02 (22) 16.03.90 (46) 23.08.92. Бюл. М 31 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) Э.В. Захарченко и А.Э. Захарченко (56) Патент Англии 1Ф 1503226, кл. С 21 С 1/10, 1978.
Авторское свидетельство СССР
М 908513, кл. В 22 О 27/20, 1979. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ И ВЕРМИКУЛЯРНЫМ ГРАФИТОМ (57) Применение — производство отливок из чугуна с шаровидной (ЧШГ) или вермикулярИзобретение относится к области литейного производства, в частности к получению чугуна с шаровидным и вермикуля рным графитом в литейной форме.
Целью изобретения являются повышение прочности и трещиностойкости чугуна.
Это происходит за счет того, что аэотосодержащее вещество при контакте с жидким чугуном в реакционной камере претерпевает термодеструкцию с выделением атомарного азота, который растворяется в жидком чугуне в количествах выше предела его растворимости в твердом чугуне. При кристал" лизации азот обеспечивает получение полностью перлитной металлической матрицы отливок, повышая таким образом прочность и трещиностойкость.
Плавки чугуна выполняли в литейном цехе опытного производства Института проблем литья АН УССР. Чугун химического состава, мас.,(,: углерод 3,6 — 3,8; кремний . 2,0-2,2; марганец 0,2-0,3; сера, сера, фосной (ЧВГ) формой графита, Сущность предложенного способа получения ЧШГ и ЧВГ заключается в том, что при внутриформенном модифицировании в реакционную камеру одновременно с магнийсодержащим (графитсфероидирующим) веществом и кремнийсодержащим (графитизирующим) сплавом дополнительно вводят азотсодержащее вещество (полный амид угольной кислоты, цианамид кальция и т.д.). При этом в качестве сплава на основе Si применен ферросиликобарий, Предложенный способ получния чугуна обеспечивает повышение трещиностойкости в 1,1-1,28, прочности в
1,21 — 1,31 раза, 2 з.п.ф-лы, 2 табл. фор менее 0,02, заливали в литейную форму, литниковая система которой включала вспомогательную полость — реакционную
- камеру, изготовленную из материала с низкой газопроницаемостью. В реакционную камеру. помещали механическую смесь модификаторов, состоящую из графит-сфероидизирующего вещества (грану- 6д лированного магния) и графитирующего О вещества (дроблен ного ферросиликобария) (с) в равных количествах. Расход магния при получении чугуна варьировали в пределах
0,06-0,12 мас, что позволяло получить в отливках графит вермикулярной или шаровидной формы. Результаты испытаний приведены в табл.1 и 2.
Использование. предложенного способа получения чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом позволило повысить прочность и трещиностойкость для чугуна с шаровидным графитом соответственно на 20-30 Д и на 10-28 ; для чугуна с
1756363
Та блица1
ОС мПа
Форма вклю" чеиий граФита в отливках
Kjc, Mtla 1oS
Rag
Mr A8 Г
1445
507 56
220 516 57
220 617 62
220 628 64
220 636 69
220 664 . 72
1370 492 51
1370 612 62
1370 637 64
1370 643 67
0,003
0,007
0,011
0,013 .О, 014
0,018
0,004
ÎеО12
0,014
0,019
0,12
0,12
0,12
0,12
0,12
0,12
0,12
0,12
О, 12
0,12
ШГФ5
ШГФ5
ШГФ5
ШГФ5
ШГФ5
Ш ГФ5
ШГФ5
ЮГФ5
6ГФ5
ШГФ5
3 87
5 85
1О 80
20 70
30 60
3 87
5 85
10 80
20 70
10
10
-1О
7
10, 10
10
10 вермикулярным графитом соответственно на 17-24ф, и на 17,5-22,5 .
В таблицах приняты следующие условные обозначения:
IVlr — магний
AB — азотсодержащее вещество
Г -- графитизирующий материал
° T> — температура заливаемого в форму чугуна
Т вЂ” температура термодеструкции аэотсодержащего вещества KI< — соответственно предел прочности чугуна при растяжении и трещиностойкость
N — содержание азота в чугуне
RMg — расход магния при получении отливок
В табл.1 приведены данные о получении высокопрочного чугуна с шаровидным графитом по прототипу(опыт 1) и предложенному способу (опыт 2-10). По предложенному способу в опытах 2-6 использовали в качестве азотсодержащего вещества полный амид угольной кислоты, в опытах 7-10 — цианамид кальция. В опытах 2,7 содержание азотсодержащих веществ выходил эа заявляемые пределы — цель изобретения не была достигнута.
Ъ
В табл.2 приведены данные о получении высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом по прототипу (опыт 1) и предложенному способу(опыты 2-8). В опытах 2-4 использовали полный амид угольУ Состав модифицирующей и/и смеси ной кислоты. в опытах 5-8 — циамид кальция. В опытах 4, 8 содержание азотсодержащих веществ выходили за заявляемые пределы — цель изобретения не была достиг5 нута.
Формула изобретения
1. Способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным, и вермикулярным графитом, включающий обработку расплава
10 в реакционной камере модификатором в виде механической смеси графитсфероидиэирующих и графитизирующих материалов, о т л и ч а шийся тем, что, с целью повышения прочности и трещиностойкости
15 чугуна, в реакционную камеру одновременно с механической смесью вводят азотсодержащее вещество, имеющее температуру термодеструкции ниже температуры заливаемого в реакционную камеру чугуна, в ко20 личестве 5-50 ф от массы механической смеси, при этом в качестве графитизирующего материала используют ферросиликобарий.
2. Способ по п.1. отличающийся
25 тем, что в качестве азотсодержащего вещества вводят, например, полный амид угольной кислоты или цианамид кальция.
3. Способ пои l,отл и ча ю щ ий с я тем, что в качестве графитиэирующего мате30 риала используют сплав следующего химического состава, $: кремний 60-65, барий
5-7, железо и сопутствующие микропримеси — остальное.
1756363
Табяица2
"1 » к япа ипа Il
К
n/è
Состав модифицирунцей смеси
ТВ, OC форма вклвчений графита в отливках
Г !
Мг AD Г
0,002
0,023
0,034
О, 042 )0
10 40
40
0,022
0,025
0,028
0,037
Составитель A,Çàõàp÷åíêî
Техред МЯоргентал Корректор С.Патрушева
Редактор
Заказ 3062 Тираж Подйисное
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
4
5 б
10 50
1О 55
10 30
10 40
10 50
10 55
146О
1465 ! 460
1445
328 40
22о 384 47
220 333 48
220 323 36
1370 397 47
1370 403 48
1370 408 49
1370 337 38
О, 06 ВГФ2
0,06 БГФ2 ю,oá вгфг
О, 06 ВГФ2
0,06 ВГФ
О, 06 ВГф2
О, 06 ВГФ2
О, Об ВГф2