Модификатор
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсиии
Социалнстнчесиик
Республик
< >905308 (5 3 ) M. Кл. (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) За в е о 240380 (21) 2897329/22-02 с присоелинением заявки ¹ (23) Приоритет—
Опубликовано 1502.82. Бк>ллетень № 6
Дата опубликования описания 150282
С 22 С 35/00.
3Ъсуаарстеенный квинтет
СССР ео аелеи изобретений н открытий (5З) УДК669.15-198(088.8) (72) Авторы изобретения
В ° Д. Краля, В. Г. Горенко, И. Г. Раздоба ин
Ю. С, Потапов, В. В. Казарцев, Б, А. Мель ик, С. Н. Примеров и А. Н. Николаев (71) Заявитель
Институт проблем литья АН Украинской ССР (54) МОДИФИКАТОР
30 -60
РЗМ
0,01-4,9
5-30
20-60
Магний
Кальций
Алюминий
0,1-6
Магний
Редкоземельные металлы
1 -40
Барий
Железо
1-30
30-50
Кремний
Иелезо
Остальное
Остальное
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при получении чугуна с высокими физико-механическими свойствами.
Известен сплав (11 для модифицирования железоуглеродистых сплавов, содержащий, вес.3:
Однако при выдержке модифицированного этим сплавом чугуна в жидком состоянии механические свойства его несколько уменьшаются, вследствие демодификации чугуна, т,е. раз2 рушения шаровидной формы графита и перехода ее в компактную и пластинчатую.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаеэффекту является модификатор для чугуна следующего состава, вес.l;
Иттрий 3-15.
Алюминий 0 .5-15
Кальций 0,5-30
Стронций 0,1-15
Недостаток указанного модификатора заключается в том, что модифицированный чугун имеет в структуре большое voëè÷åñòBo цементита, уст90530 ранение которого требует дополнительной термообработки.
Цель изобретения - повышение механических свойств чугуна, Поставленная цель достигается тем, что модификатор, содержащий магний, кальций, барий, стронций, редкоземельные металлы, и-1;-рий, алюминий, железо, кремний, дополнительно содержит литий при следующем соотноше- ц} нии компонентов, вес.%
5-10
Магний
Кальций
Барий
Стронций
3-15
1-15
0,5-15
Редкоземельнь1е металлы
1 -15
zo
0,5-5, О
Иттрий
Литий
Алюминий
Железо
Кремний
0,5-3,0
1- 10
1-20
Остальное
Литий в составе модификатора совместно с магнием, кальцием, барием, стронцием и редкоземельными металлами является сильным рефинирующим и модифицирующим элементом. Особенно он эффективен, как дегазатор (при удалении водорода, кислорода, азо35 та из чугуна) и как десульфуратор.
Этим он способствует значительному уменьшению пленообразования в модиФицированном чугуне, особенно при выдержке его в жидком состоянии.
Редкоземельные металлы в составе модификатора увеличивают эффективность модификатора. Они способствуют получению шаровидной формы в чугунах, соде ржащих и элементы -де моди фи каторы, 45 как мышьяк, висмут, свинец и др.
Барий является сильным элементом-модификатором. Он совместно со стронцием и иттрием способствует увеличению модифицирующего эффекта по времени. Алюминий в составе модифика50 тора является сильным элементомраскислителем. Он совместно с редкоземельными металлами вызывает измельчение структуры чугуна. Кремний в составе модификатора выполняет роль графитизатора чугуна, Пониженное содержание РЗМ в модификаторе (1-15 вместо 30 -603) вы8 4 звано тем, что при модифицировании чугунов модификаторами с повышенным содержанием Р3М 30-60> при относительно низком содержании магния в нем (менее 5-63) в его структуре образуется вместо шаровидной формы графита, графит неправильной формы (вермикулярный), а также появляется значительное количество структурносвободных карбидов, что вызывает значительное понижение качества и физико-механических свойств чугуна.
Нужно учитывать и то, что редкоземельные металлы являются дефицитными и дорогими, Чем больше их в составе модификатора, тем больше их угар при вводе в жидкий чугун, что экономически невыгодно., Углерод
Кремний
Марганец
Хром фосфор
3,85
0,4
0,06
0,04
0,04
Сера
Чугун выплавляют в индукционной печи емкостью 30 кг. Температура чугуна при модифицировании 1400-1430 С.
Модифицирование осуществляют путем погружения колокольчика с модификатором в металл перед выпуском чугуна из печи. Количество вводимого модификатора 1,5i от жидкого чугуна, После ввода модификатора чугун втори ч но мод ифици руют О, 53 ферросилиция ФС-75 (от веса жидкого чугуна) .
Для исследования структуры и механических свойств чугуна отливают трефовидные пробы и образцы диаметром
5, 10, 30, 60, 120 мм. Заливку образцов диаметром 30 мм проводят через определенную выдержку в плавильной печи жидкого модифицированного чугуна (5,15, 30 мин).
Составы модификатора приведены в табл. 1.
Механические свойства и структара чугуна, модифицированного испытываемыми модификаторами, приведены в табл. 2, Микроструктура чугуна в образцах диаметром 5, 10. 30, 60, 120 мм, моПример . Проверку эффективности действия модификаторов проводят на базовом чугуне марки ЛК-5 (ГОСТ
4832-72), содержащем, вес.3:
СОстав модифика тора
5 15
1 20 Остальное
0,5
«11»
8 3
10 10
5 5
5 3
15
10
10 5
6 10
1б»
6 5
«11»
6 (известный) 3 5
5 Ъ.таль5
35 ное
Таблица 2
Состав модификатора
Структура чугуна
3,8
4,4
72,4
4,6
3,5
72,0
3,6
4,4
72,6
3,6
4,6
73.5
4,0
3,6
5 72,4
6 59,6 (известный) l,0
1,5
5 90 дифицированного предлагаемым составом модификатора, перлитная с содержанием 4-8 феррита, без наличия структурно-свободного цемен тита, г Ра фит шаровидной формы - ГФШ1, ГФШ2, в то время, как в структуРе чугуна в таких же. образцах, но залитых чугуном, модифицированных известным модификатором, форма графита - ГФШ3, ГФШ4, ГФШ5, в структуре наблюдается до
10 "203 цементита, что и влияет на уменьшение .механических свойств чугуна.
Анализ чугуна диаметром 30 мм, модифицированных известным и пред1
5308 6 лагаемым составом модификатора после соответствующей выдержки модифицированного чугуна в печи показал, что в микроструктуре образцов соответствующие формы графита сохраняются при выдержке его 30 мин.
Проверка предлагаемого состава модификатора показала его эффективность при получении чугуна с шаровид10 ной формой графита, без структурносвободного цементита, с повы1шенными физико-механическими свойствами, а также для сохранения эффекта модифицирования при длительной выдержке
15 модифицированного жидкого чугуна, Таблица 1
3 0,5
5 1,0
0,5 3
1,5 5
1,0 0,1
269 Перлит, 4-82 феррита. Графит ГФШ1, ГФШ2. Цемеитит отсутствует.
269 Перлит, 6-82 феррита. Графит ГФШ1, ГФШ2. Цементит отсутствует .
269 Перлит, 6-82 феррита. Графит ГФШ1, ГФШ2, Цементит отсутствует.
277 Перлит, 6-83 Феррита. Графит ГФШ1, ГФШ2. Цементит отсутствует.
269 Перлит, 4-8 феррита. Графит ГФВ1, ГФШ2. Цементит отсутствует.
310 Перлит. Графит ГФШЗ, ГФШ4, ГФШ5.
Цементит 15-202.
905308
Формула изобретения
Ред ко зе мел ьн ые металлы
1-15
Иодифккатор, содержащий магний, кальций, барий, стронций, редкоземельные металлы, иттрий, алюминий, железо, кремний, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения механических свойств чугуна, он дополнительно содержит литий при следующем соотношении компонентов, вес,3tÎ
5-5,0
О, 1-3,0
1-l0
1 -20
Остальное
5-10
3-15
1-35
0,5-15 0
Составитель Т. Платицина
Редактор В. Бобков Техред P . Îëèÿí Корректор О. Билак
Тираж 656 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 294/39
Филиал ППП "Патент, r, У>кгород, ул. Проектная, 4
Иагний
Кальций
Барий
Стронций
Иттрий
Литий
Алюминий
Железо
Кремний
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1, Авторское свидетельство СССР
tf 528344, кл, С 22 С 35/00, 1976.
2, Авторское свидетельство СССР
У 418548, кл. С 22 С 35/00, t974.