Лигатура
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<о773119 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено20. 04. 79 (2t) 2755647/22-02 с присоединением заявки М— (23) Приоритет
Опубликовано 23,1080. Бюллетень М 39
Дата опубликования описания 25.1080 (51}М. Кл.
С 22 С 35/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.15-198(088,8) (72) Авторы изобретения
Г, Н. Штыка, М. В. Волощенко, A. В. Бородин, И ° Г Осинский, П. А. Вареник и С. Н. Примеров
Институт проблем лит (71) Заявитель (54) ЛИГАТУРА 20-40
0,1-10
2-19
Остальное, Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к изменению высокоэффективных лигатур и модификаторов для получения высокопрочного чугуна с повышенным уров- 5 нем механических и эксплуатационных свойств.
Известна лигатура, которая содержит, вес.В: магний 3-12, кальций 69,5, кремний 2-15, железо 2-15, РЗМ 10
1,5-6, углерод 0,15-0,45, алюминий остальное f1)
Недостатком этой лигатуры является повышенное содержание магния, кальция -и железа, что не только увеличи- )5 вает ее стоимость, но и заметно усложняет получение высокопрочного чугуна.
Наиболее близкой к изобретению по 2О технической сущности и достигаемому эффекту является лигатура следующего состава (2j, вес.a:
Магний 5-10
Кальций 3-20 25
Редкоз емель ные металлы
Алюминий
Железо
Кремний
Существенным недостатком такой лигатуры является то, что она не обеспечивает повышение окалиностойкости, ростоустойчивости высокопрочного чугуна и эксплуатационной стойкости изготовленных из него отливок.
Указанные недостатки объясняются в основном низким содержанием в его составе .алюминия. Поэтому обработка этим модификатором награночного чугуна не обеспечивает в нем необходимое содержание алюминия для окалиностойкости, ростоустойчивости и других важных свойств. Олновременно в известном модиФикаторе содержится повышенное количество магния и кальция, что вызывает значительный пироэффект и в ряде случае выброс металла, снижает относительное усвоение магния, приводит к ошлаковыаанию и появлению более тугоплавкого шлака. Все эти факторы исключительно усложняют процесс получения отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Высокое содержание РЗМ в модификаторе существенно увеличивает его стоимость.
Цель изобретения - повьваение окалиностойкости, ростоустойчивости высокопрочного чугуна и эксплуатацион773119
Т а б л и ц а 1
Известный состав
22 3,4
Предлагаемый состав
0 06 72
0 01 85
1,4 60
3,6 67,, 10 98
1 6,2
10,3
Осталь- 18 ное
0,8
1,4
0,7
Остальное
1,6
2,9
0,1
2,9
0,9
0,7
0,01
0,3
0 07
15 ной стойкости изготовленных из него отливок.
Постанленная цель достигается тем, что предлагаемая лигатура содержит компоненты в следующем соотношении, вес.Ъ:
Магний 0,3-2,9 3
Кальций 0,01-2,9
РЗМ 0,03. — 10
Алюминий 60-98
Кремний 0,1-15
Железо Остальное
Выбранные содержания магния, кальция и РЗМ в предлагаемой лигатуре определяются технологическими особенностями получения окалиностойкого высокопрочного чугуна в производственных условиях и следующими факторами.
Обычно чугун выплавляют в вагранках и в процессе разливки н ковш модифицируют модификаторами или лигатурами.
Содержание магния н лигатуре свыше Щ верхнего предела -2,9Ъ вызывает пироэффект, сопровождающийся выбросом жидкого металла, Одновременно относительное усвоение магния чугуном снижается. Меньшее содержание магния, ц ниже нижнего предела — О,ЗЪ, не обеспечивает образования в чугуне шаровидного графита и соответственно его высоких свойств. В отношении кальция, главным фактором при его содержании свыше верхнего предела — 2,9%, является интенсивное ошлаковывание, со-. провождающееся образованием тугопланкого шлака. При содержании его в лигатуре в количестве 0,01 вес.Ъ и более устойчиво проявляется его
З5 положительное влияние, заключающееся в выполнении рафинирующей способности лигатуры, а также улучшении формы графита.
Аналогично кальцию, при содержании
Р3М в лигатуре 0,01 нес. Ъ и выше последние начинают оказывать на чугун ремодифицирующее действие и улучшают в нем форму графита. Однако при содержании РЗМ в лигатуре свыше 10 вес.В в обрабатываемом чугуне нвиду избыточного количества РЗМ повышается склонность к отбелу, появляется хрупкость, исчезает сфероидизирующий эффект.
Повышение содержания алюминия в лигатуре, по сравнению с известным модификатором, связано с тем, что предлагаемая лигатура предназначена для окалиностойкого, ростоустойчивого высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. В процессе модифицирования чугуна при его выпуске из печи, регулируя количестно вводимой лигатуры и содержание в ней алюминия, можно получать чугуны с различным содержанием алюминия от 2 до 23%, например 9 41-04Ш, ЖЧ1-02ХШ, ЖЧ10605, ЖЧ1-022Ш и др. При этом оптимальные содержания алюминия определяются пределами 60-98 нес.Ъ.Меньшее его содержание, ниже нижнего пре- дела, требует значительного коли.чества вводимой в чугун лигатуры, что снижает температуру расплава.
Большее, сныше верхнего предела — нецелесообразно, так как снижается содержание в.лигатуре кальция, магния
H РЗИ.
Содержание кремния н предлагаемой лигатуре должно находиться н пределах 0,1-15 вес.В, так как при его большем содержании (свыше 15 нес.Ъ) и обрабатываемси чугуне появляется избыточное количество кремния — сныше
2%, что не допускается по ГОСТУ, а при меньшем, чем 0,1 нес.Ъ кремния, лигатура теряет свою технологичность.
Для определения оптимального состава предлагаемой лигатуры проводят опытные плавки высокопрочных чугунов типа ЖЧ1-04Ш и ЖЧ1-022Ш (чугаль
/!
ГОСТ 7763-76).
Опытные составы лигатур приведены в табл. 1. 773119
Т а б л и ц а 2
Опытная лигатура, Р
Исследуемые свойства
3 4 5
Ростоустойчивость (толщина фланца отливки мм) 75 42
Разру- 46 шение.Эксплуатационная стойкость отливок, мес
Чугуны выплавляют в 8 т-ной вагранке. Одинаковую добавку 6% лигатур повышают н нагретый до 600-800ос раэх ивочный ковш. Такой добавкой во всех вариантах модифицируют 2 т жидкого чугуна.
В процессе исследований определяют окалиностойкость, ростоустойОкалиностойкость (принес образцов, г/м ) 0,19 0,11 0,10
П р и м е ч а н и е: Толщину фланца после 3 месяце тель) испытани
Из принеденных результатов следует, что предлагаемая лигатура состанон 9 2-6 обеспечивает,по сраннению с известным модификатором, существенное повышение всего комплекса .исследуемых свойств. При этом принес образцов на окалиностойкость снижается с 0,19 до 0,10 г/м1 ° ч ° т ° e° . 4О почти в два раза. После 3-х месяцев испытаний толщина фланцев отливок, модифицированных лигатурой составов
Р 2-6, с 40 мм увеличинается всего лишь на 2-3 мл или остается постоян- 45 ной.
Отлинки, модифицированные известным модификатором, интенсивно окисляются, имеют толщину фланцен 75 мм и раЪгрушаются на 4-м месяце испытаний. Это свидетельствует о высокой ростоустойчивости отливок, модифици Рованных предлагаемой лигатурой.
Высокие окалиностойкость и ростоустойчивость обеспечивают отливкам существенное увеличение эксплуатационной стойкости. Так отливки, модифицированные известным модификатором, разрушаются на четвертом месяце непрерывных круглосуточных испытаний, в то время, как отливки, модифициро- $9 ванйые предлагаемой лигатурой составов 2-6, простаивают без разрушения свыше 6-ти месяцев испытаний.
Аналогичные результаты получены при доподнительных испытаниях Опыт» я чиность и эксплуатационную стойкость отливок иэ чугуна, модифицирован ного опытными составами лига тур
Результаты испытаний образцов и отливок на чугуне типа ХЧ1-04И приведены н табл. 2.
0,12 0,12 0,11 0,16 0,15
43 42 40 47 48
47 48 45 58 61 экспериментальных отливок замеряли н (числитель) и б месяцев (знаменай. Исходная толщина фланца — 40 мм. г ных образцов и отливок иэ другого чугуна марки ЖЧ1-022Ш. При условии модифициронания предлагаемой лигатурой составов 2-6 привес образцов на окали-. ностойкость составляет 0,15-0,18г/матч, увеличение размерон фланцен отливок не наблюдается после б-ти месяцев испытания, а срок службы их увеличивается н 1,5-2 раза. При модифицировании известным модификатором окалиностойкость составляет 0,22 г/м.ч.
Таким образом, предлагаемая лигатура является универсальной, так как позволяет получать чугуны с различным содержанием алюминия и с высоким уровнем окалиностойкости и ростоустойчивости. Повышение этих свойств обеспечивает в итоге заметное увеличение эксплуатационной стойкости от- " ливок ° Предлагаемую лигатуру можно рекомендовать для широкого применения при иэготонлении отливок подставок для котлов, крышек и других изделий химической аппаратуры, а также для кокилей, рольгангон рольганговых печей и т.д. Увеличение- срока службы этих отливок в 1,5-2 раза обеспечивает заметное повышение произнодительности труда на 5-6Ъ эа счет уменьшения простоя на одни сутки н месяц и времени переналадки. формула изобретения
Лигатура, содержащая магнии, кальций, .редкоземельные металлы, алижи773119
60 — 98
0,1-15
Остальное, Алюминий
Кремний
Железо
0,01-10
Составитель Т. Платицина
Ре акте,И. Нанкина Тех е М.Рейвес Кор екто Н. Стец
Тираж 694 Подписное
ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Москва 3-35 Ра ская наб. д. 4 5
Заказ 7435/34
Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ний, кремнии и железо, о т л и ч аю щ а я с я тем, .что, с целью повышения окалиностойкости, ростоустойчивости высокопрочного чугуна и эксплуатационной стойкости изготовленных из него отливок, она содержит компо агенты в следующем соотношении, вес.%:
Магний О, 3-2,9
Кальций 0,0 1-2,9
Редкоземельные м еталлы
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 464645, кл. С 22 С 35/00, 1975, 2, Авторское свидетельство СССР
Р 490860, кл. С 22 С 35/00, 1975,