Способ получения высокопрочного чугуна

Способ получения высокопрочного чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i1167662З

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.12.77 (21) 2559566/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.79. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.79 (51) М, Кл.з

С 21С 1!00

Государственный комитет (53) УДК 621.745 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. С. Шитиков, В. Г. Грушко, В. И. Кошелев, Н. А. Гедеревич, Л. К. Чеботарь и А. И. Карпычев

Запорожский машиностроительный институт им. В. Я. Чубаря и Купянский литейный завод (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА

/

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при получении высокопрочного чугуна.

В современном металлургическом производстве для получения чугуна с шаровидной формой графита, серый чугун обрабатывают в жидком состоянии магнием, комплексными маги ийсодержащими лигатурами, редкоземельными и щелочноземельными металлами. 1ю

При известных способах ввода модификаторов в жидкий металл усвоение их низкое по причине сгорания и, следовательно, повышается расход модификатора на процесс, значительны пироэффект (особенно 15 при вводе магния или магнийсодержащей лигатуры), выбросы жидкого металла и дымовыделения.

Для получения. чугуна с шаровидной формой графита требуется применение специ- 2Ю альных устройств (автоклавы, герметические ковши, крышки и др.) .

Известен также способ получения сфероHpàëüHoã0 чугуна путем последовательного модифицирования низкосернистого железа, усадка которого 6,35 мм, редкоземельными и щелочноземельными металлами и магнийсодержащей лигатурой (1).

Способ заключается в том, что низкосернистое железо, содержащее, %: 3,3 — 4.0 С; зю

1,0 — 3,0 Si; 0,2 1,0 Мп; 0,02 — 0,1 Р, 0,005—

0,06 S обрабатывают графитизирующей присадкой — редкоземельными и щелочноземельными металлами в количестве достаточном для повышения величины усадки на

50 — 150% в ковше, а затем заливают в форму, имеющую резервуар и литник с фильтровальной сеткой. В резервуаре содержится

0,25 — 1,25% (по отношению к весу железа) магниевого сплава. Сера снижается обработкой карбидом кальция при перемешивании ванны газом, поступающим через пористую пробку. В первой стадии процесса сфероидизации добавляют смесь фторида церия с силицидом или карбидом кальция.

Магниевая добавка вводится ввиде магнийжелезокремниевой лигатуры.

Однако известный способ требует дополнительных мероприятий по десульфурации чугуна, выплавки его с низким содержанием серы и применение редкоземельных металлов, что удорожает производство высокопрочного чугуна.

Цель изобретения — получение стабильных механических свойств и структуры высокопрочного чугуна, а также устранение отбела, особенно при изготовлении тонкостенных отливок при большой скорости охлаждения, модифицированием обычного се676623

Механические свойства в литом состоянии

Лигатура обработки и способ ее ввода

Количество

Химический состав модифицированного чугуна, %

Структура в литом состоянии

С4

Б присадки

ЖКМ, 06 из кгс/мм2 в ковше

f, мм

S Ng

Мп Сг в форме

2,5

0,09

Пластинчатый графит

П, 80%

41,0

197

0,15

0,9 0,3

1,62

3,42

2,8

201

0,12 0,011

Пластинчатый графит

П, 80 %

41,0

0,086

0,9 0,3

3,40

2,0

1,0 ж!

ы

«4 сО О о

М

И з:

CJ о

О

С4

4,60 49,8

ВГ+5% ШГ

П, 70 %

ШГП60%

ШГП80%

ШГП90%

235

0,08 0,036

0,09

0,88 . 0,28

2,20

3,38

1,5

88,5

0,078 0,045

0,072 0,055

0,068 0,06

0,86

0,86 0,3

0,8 0,3

0,86 0,31

7,2

241

2,40

3,32

2,0

88,0

245

0,09

7,0

2,52

3,28

2Д

86,0

6,0

302

0,08

2,84

3,24

3,0

3 рого чугуна с содержанием серы 0,09—

0,15 /,.

Поставленная цель достигается тем, что в чугун на струю металла при заполнении им разливочного ковша вводят ферросиликобарий в количестве 0,05 — 0,25% от веса жидкого металла, а затем модифицируют магнийсодержащей лигатурой.

Чугун заливают в литейную форму при

1370 — 1420 С, магнийсодержащую лигатуру вводят в количестве 2,0 — 3,0% от металлоемкости формы.

Присадки ферросиликобария производят графитизирующую работу в жидком чугуне.

Время действия ферросиликобария как графитизатора довольно длительное — до

20 мин. Вносимый с лигатурой барий, образующий в жидком чугуне тугоплавкие соединения кароида бария, сульфида бария и оксида бария, который удаляется в шлак, создает дополнительные центры кристаллизации, дегазирует металл, уменьшая в отливках брак по газовой пористости. ОбраФерросиликобарий вводят в количестве

0,25% на 1 т жидкого металла.

Как видно из таблицы присадки железокремниймагниевой лигатуры ниже 2,0% (от металлоемкости формы) не оказывают существенного влияния на изменение структуры и механических свойств серого чугуна.

Модифицирование серого чугуна железокремниймагниевой лигатурой в количестве больше 3,0% не имеет смысла, так как структура и свойства высокопрочного чугуна остаются на одном уровне, в то время как расход лигатуры увеличивается. Кроме того, при черезмерных дозах лигатуры более 4,0% при модифицировании в форме возникают явления пироэффекта.

Существенное влияние на стабильность технологии получения высокопрочного чугуна описываемым способом оказывает темзование устойчивого карбида бария препятствует выпадению цементита, тем самым уменьшает склонность чугуна к отбелу при последующем модифицировании магнийсодержащей лигатурой.

Пример. Железокремниймагниевую лигатуру в количестве от 1,0 до 3,0% от металлоемкости формы помещают в реакцид онную камеру, расположенную по ходу литниковой системы в форме, оснащенную на выходе шлакоуловительной сеткой, а затем форму заливают серым чугуном с содержанием серы 0,15% при 1390 С.

Ферросиликобарий вводят в зависимости от степени эвтектичности чугуна в количестве, достаточном для предотвращения выпадения цементита. Оптимальные присадки ферросиликобария для чугунов со степенью эвтектичности S,= 1,00 — 1,06 является

0,5 кг/т (0,05%) S,=0,87 — 0,92 — 2,5 кг/т (0,25o/,).

Результаты приведены в таблице. пература заливки форм. При температуре

25 заливки ниже 1370 С происходит неполное расплавление модифицирующей лигатуры в форме, чт не дает возможности получения структуры и свойств высокопрочного чугуна, а также происходит загрязнение формо30 вочных смесей лигатурой. При температуре заливки выше 1420 С происходит интенсивное кипение и испарение магния, что приводит к снижению эффекта модифицирования, так как в этом случае наблюдают неста35 бильность свойств по сечению отливок особенно в отливках, имеющих сложную конфигурацию и разнотолщинность.

Формула изобретения

40 1. Способ получения высокопрочного чугуна, заключающийся в последовательном модифицировании серого чугуна графити676623

Составитель А. Кондратьев

Техред А. Камышникова Корректор А. Галахова

Редактор А. Соловьева

Заказ 1789/1 Изд. № 491 Тираж 658 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 зирующей присадкой в ковше и магнийсодержащей лигатурой в литейной форме, о тличающийся тем, что, с целью получения стабильных механических свойств и структуры высокопрочного чугуна из серого чугуна с содержанием серы 0,09 — 0,15%, а также устранения отбела, перед модифицированием магнийсодержа щей лигатурой в литейной форме в чугун при заполнении им разливочного ковша вводят на струю жидкого металла ферросиликобарий 0,05—

0,25о/о от веса жидкого металла.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что чугун заливают в литейную форму при

1370 †14 С.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся

5 тем, что магнийсодержащую лигатуру вводят в количестве 2,0 — 3,0% от металлоемкости формы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1О 1. Патент Великобритании № 1437372, кл. В 22D, 1974.