Способ получения графитизированных чугунов,сталей и сплавов

Способ получения графитизированных чугунов,сталей и сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

637447 сечению отливки однородное.

Пример 2. Был проведен сравнительный переплав того же чугуна с

2,5Ъ углерода без наложения магнитно)О го поля на расплав, остальные условия выплавки те же, что н в пример" 1 (скорость охлаждения 40 град/мин )..

Излом отливки светлый. В микроструктуре шлифов (х200) выделений графита не обнаружено, что указывает на получение белого чугуна со связанным углеродом в карбиды.

Пример 3. Проверку способа проводили на стали с содержанием уг20 лерода 1 ЗЪ. Напряженность магнитног

ro поля соленоида при наложении на расплав 800 Э. Кристаллизацию проводили в магнитном поле. При температуре Отливки 900 С поле выключали. Скорость охлаждения отливки 40 град Мин.

Излом отливки черный . В микроструктуре шлифов (х200) были обнаружены выделения графита, что указывает на получение графитизированной стали.

Пример 4. Способ осуществляли на стали с 0,35Ъ-ным содержанием углерода. Напряженность постоянного магнитного поля 3000 Э. Условия кристаллизации и охлаждения отливки те же, что и в примерах 1 и 3. Электрон35 номикроскопическое исследование микроструктуры полученных образцов (х200) показало, что на поверхности изломов имеются выделения кристаллов графита.

Пример.5. Способ осуществляли

40 на системе СОР -AC

45 вели в магнитном поле, скорость охлаждения 45 г ад/мин. Электронномикроскопические исследования (х10000) показали, что в полученных образцах имеются выделения графита.

Пример 6. Условия эксперимента те же, что и в примере 5, но без наложения магнитного поля. Выделений графита в выплавленных образцах не обнаружено (х10000).

В результате проведенных опытов было установлено, что при наложении магнитного поля на расплав, обеспечивается получение графитизированных чугунов, сталей и сплавов без проведения дополнительного графитиэирующего фитизации, получение однородной структуры отливок по углероду.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения графитизированных сталей, заключаюшемся в расплавлении углеродсодержащей шихты, на расплав накладывают

5 ориентированное магнитное поле, величину напряженности которого поддерживают в пределах 30-15000 Э и кристаллизацию расплава ведут в магнитном поле.

Углеродсодержащие расплавы систем на основе элементов, образующих неустойчивые карбиды (Pe,йа, Со, Сц

Щ, Со, pp, H др . ) имеют неоднородйое строение и в них существуют кристаллы графита размером 20150 R. Кристаллы графита обладаюr слоистой структурой и поэтому анизотропией физических свойств. Магнитная восприимчивость кристаллов графита вдоль слоев в 44 раза больше (алгебраически ) восприимчивости в направлении перпендикулярно слоям. В результате магнитной анизотропии, при наложении магнитного поля на. расплав, содержащий кристаллы графита, кристаллы ориентируются плоскостью слоев вдоль магнитных силовых линий. При этом происходит образование крупных устойчивых графитовых кристаллов, размер которых в отдельных случаях достигает 50-100 мкм. Разрушения графита при кристаллизации .расплава не происходит, поскольку кристаллы имеют достаточно крупные размеры, и, кроме этого, энергия связи между атомами углерода в слоях очень велика (170 ккал/г-атом).

Исследования показали, что положительный эфФект графитизации достигается при обработке расплава магнитным полем величиной 30-3000 Э, причем тем сильнее,, чем выше напряженность поля. Поэтому за максимальную величину напряженности магнитного поля приняли технически достижимую в настоящее время напряженность в 15000 Э.

Пример 1. (г(ихту, состоящую из чугуна с содержанием углерода

2,5Ъ расплавляли в нагревательной печи сопротивления, конструкция которой была выбрана таким образом, что исклю чалось наложение собственного магнитного поля нагревателя на расплав.

Плавление шихты проводили в емкости из немагнитного материала. После расплавления чугуна на расплав накладывали ориентированное магнитное поле напряженностью 30 Э. Магнитное поле создавали соленоидом . Кристаллизацию проводили в ма .нитном поле. При достижении температуры отливки, равной

900 С, магнитное поле выключали. При.

О, температуре отливки, равной 200 ее извлекали нз печи. Скорость охлаждения отливки от температуры расплава до комнатной температуры сос- 65 тавляла 40 град/мнн От -ивку испытывали на излом. Излом был черным, что указывает на получение графитизированного чугуна. Исследование микроструктуры шлифов (Х200) показало, что отливка иМеет феррито-графитовую структуру, Распределение углерода rio отжига.

Такйм образом, предлагаемое изобретение обеспечивает интенсификацию процесса графитизации, а также era экономичность, в связи с отказом от применения длительного графитнзирующего отжига;

63 i4 стабильность проце<-cà графитизаU,ÈÈ; улучшение качества и однородности графитиэиронанных чугунов„ сталей и сплавов; воэможность применения проц -ca графитиэации к низкоуглеродистым сНстемам.

Формула изобретения

Способ получения ;рафитизированных 10 чугунов, сталей и сплавов, заключающийся в расплавлении углеродсодержащей шихты, о т и и ч а ю шийся

7 6 тем, что, с целью интенсификации и стабилизации процесса графитизации, получения однородной структуры отливок по углероду, после расплавления шихты на нее накладывают ориентированное магнитное поле напряженностью

30-15Г00 Э и кристализацию расплава ведут в магнитном поле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Основы материаловедения. Под ред. И.И.Сидорина, t1., Машиностроение, 1976, с. 207-208.

2.Патент Японии и 44-1042, 3. Патент ФРГ М 1235, 966, кл. 18в //00, 1967.

Составитель С.Дэигоев

Редактор Л.Емельянова Твхред Н.Бабурка Корректор Н.Золотовская

Заказ 7049/19 Тираж 730 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб . д . 4 5

L 1 1 L l филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4