Смесь для микролегирования серого чугуна

Смесь для микролегирования серого чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Республнк

1 т ЩЬ.:

///- .г, .. :Ф",.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву(22) Заявлено 27. 0:. 81 (21) 326.4351/22-02 (51) М. КЛ.

С 22 С 35/00 с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетI oñóëàðñòâåHíûé комитет

СССР ио лелам .изобретений и открытий

Опубликовано 300882. Бюллетень ¹ 32 (53) УДК 621. 745.

° 3 (088. 8) Дата опубликования описания 30.0882

Н.П..Жаботинский, Ю.Н. Цопик, Л.В. Шаульский,., Э.Ф. Мордвинов и С. В. Кривцов

L

1 т (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СМЕСЬ . ДЛЯ МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ СЕРОГО

ЧУГУНА

Изобретение относится к металлургии сплавов, а именно к. микролегированию чугунов и сталей.

Известные составы смесей для микролегирования серого чугуна в разливочных ковшах сурьмой, оловом, бором и другими элементами-позволяют в определенной мере повысить механические и эксплуатационные свойства отливок .

Наиболее близким к предлагаемому является состав смеси для микролегирования серого чугуна, содержащий сурьму 10-60% и ферросилиций

90-40% (1) .

Микролегирование серого чугуна этой смесью способствует перлитизации матрицы чугуна, повышению твердости.

Однако повышение остаточного содержания сурьмы в чугуне свыше 0,10% . приводит к снижению пластичности чугуна. Образование в отливках полностью перлитной структуры и твердых включений, расположенных по границам зерен, снижает стрелу прогиба чугуна и приводит к его охрупчиванию. Кроме того, такая смесь не позволяет в достаточной степени изменять размеры включений графита, величину эвтектических зерен в процессе кристаллизации и затвердевания серого чугуна, изменять дисперсность структуры составляющих чугуна (перлита), а следовательно, и повысить его термостойкость.

Цель изобретения — создание такой смеси, которая позволила бы повысить термостойкость отливок из серого чугуна и физико-механические свойства путем образования однородной . мелкодисперсной микроструктуры после обработки серого чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что в состав смеси, содержащей сурьму и ферросилиций, дополнительно введен медный порошок, криолит и плавиковый шпат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

20 Сурьма 38,0-45,0

Медный порошок 35,0-40,0

Криолит 1,5-3,0

Плавиковый

25 шпат 1,0-3,0

Ферросилиций Остальное

Наличие сурыы в смеси для микролегирования способствует образованию перлитной структуры серого чугуна, 30 повышению прочностных характеристик.

954478

Введение медного порошка, имеющего температуру плавления - 1083 С, вызывает на стадии кристаллизации и затвердевания некоторое суспензионное переохлаждение сплава за счет равномерного распределения микрочастиц- 5 холодильников медного пдрошка во всем объеме отливки.. Снижение температуры перегрева чугуна.за счет расплавле ния порошка меди, а следовательно, сокращение времени затвердевания отлив-!О ки приводит к образованию дисперсных первичных фаз серого чугуна: эвтектических зерен и дендритов предэвтекти. ческого аустенита, При этом заметно уменьшаются размеры включений графи- д та по сравнению с чугуном, обработанным известными смесями, а дисперсность перлита в микроструктуре отливки яв-, ляется практически одинаковой по всем сечениям. Ю

Пластические свойства чугуна повышаются как за счет образования мелкодисперсной микроструктуры, так и за счет наличия в чугуне остаточного количества меди — элемента, способствующего повышению пластичности чугу- на.

Термостойкость .чугуна, обработанного смесью указанного состава, повышается за счет уменьшения протяженности границ зерен и надрезывающего влияЖ ния включений графита, по которым происходит окисление, разгар и pKs= 1 рушение основной матрицы чугуна. Одновременно медь является элементом, заметно тормозящим распад перлита в чугуне при нагреве матрицы до температуры 550-720 С, что соответственно повышает его термостойкость.

При обработке серого чугуна смесью указанного состава образующиеся окис-40 лы кремния, сурьмы, меди в присутствии плавикового шпата снижают кине- . матическую вязкость и под действием давления выделяющихся газов фтора и криолита, достигающего ЗКТС/см г. всплывают на поверхность металла и удаляются механическим путем вмес- . те со шлаком.

Пример. .Для микролегирования серого чугуна следующего химсостава, мас.Ъ: С 3,38, Si 2,24, .IMn 0,8, Р 0,12, $ 0,10, Cr 0,10, Ni 0,12 применяют смесь, состоящую иэ сурыаи

Марии Су2 ГОСТ 1083-62, порошок медный марки ПМС-2 ГОСТ 4960-68, криолит искусственный технический

ГОСТ 1051-73, плавиковый шпат и смесь известного состава. Для всех составов смесей применяют ферросилиций марки ФС 75. Составы смесей для микролегирования серого чугуна приведены в, табл. 1 „

Для обработки серого чугуна порошковая смесь помещается на дно разливочного ковша в количестве 0,2Ъ.

Разливка чугуна для механических испытаний производится в сухие формы из стержневой смеси по ГОСТ

2055-43, а отбор проб чугуна для

ыеталлографического анализа микроструктуры производится согласно

ГОСТ 3443-57.

Результаты механических испытаний чугунов приведены в табл. 2.

Микроструктура исследуемых чугунов определялась на микроскопе

МИМ-7 при увеличениях 120, 400, 500.

Результаты исследования микроструктуры приведены в табл. 3.

Исследование окалиностойкости серого чугуна, обработанного различными составами смесей, производится путем нагрева до 800 С и охлаждением на воздухе. образцов прямоугольного сечения с размерами 25 ° 25 ° 55 мм, При этом определяется уменьшение массы испытуемых образцов при различной выдержке. Результаты исследования на окалиностойкость приведены в табл, 4.

Кроме того, производится испытание ступенчатых образцов на треп(и;ноустойчивость путем нагрева до, 750 C с последующим охлаждением в воде при температуре 20 С. Количество теплосмен определяется от начала испытания до появления тре, щин в местах перехода.

Результаты испытания на термостойкость приведены в табл. 5.

Полученные экспериментальные данные показывают, что обработка серого чугуна смесью предлагаемого состава позволяет повысить физикомеханические свойства, термостойкость чугуна и значительно повысить срок службы отливок из серого .чугуна, работающих в условиях повышенных температур.

Ожидаемый экономический эффект приблизительно 120-130 тыс. руб ° в год. !

954478

Т а б л и ц.а 1

Криолит

Ферросилиций

Вариант

90,0

10,0

40,0

60,0

30,0

1,5

Остальное

1,0

38,0

Остальное

2,0

2,0

35 0

40,0

40,0

Остальное

3,0

Зу0

45,0

Т а б л и ц а 2

Стрела Твердость, прогиба, кгс/мм

Предел прочности при разрыве, кгс/мм

Предел прочности при изгибе, кгс/мм

Вариант

2,8

217

37,4

18,1

19,2

36,5

241

2,5

42,1

3,6

21,5

229.3,4

43,6

229

22,3

229

3,2

43,8

22;6

Таблица3

Средний размер включений графита, мкм

Средний размер эвтектического зерна, мкм

Перлит, ф

1,8

320

20

320

1,6

305

305

100. 1,3

248

248

100

1 2

243

243

100

241

241

100

Сурьма Порошок медный

Варианты Феррит, ф

Плавиковый шпат

Дисперсность перлита, мкм

954478

Т а б л и ц а 4

Уменьшение массы при продолжительных испытаниях, г/м

Гемпература нагрева

Вариан ты

100 ч 200 ч

300 ч

400 ч 500 ч

37,0

800

18,0

24,0

29,0

33,0

36,0

800

16,0

22,0

28,0

31,0

800

27., 0

15,0

19,0

25,0

32,0

800

13,0

18i0

23 0

26,0

31,0

800

12,0

22,0

16,0

24,0

30,0

Таблица5

Варианты Количество теплосмен до появления трещин

15

17

Формула изобретения

Составитель A. Кондратьев

Техрец M.Tenep Корректор А Дзятко

Редактор A. Фролова

Заказ 6372/24 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ ГосударсТвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Смесь для микролегирования серого чугуна, содержащая сурьму, фер. росилиций, о т,л и ч а ю щ а я с я тем,, что,.с целью повышения термостойкости и физико-механических свойств серого чугуна, она дополнительно содержит медный порошок, крио. лит и плавиковый шпат при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Сурьма . 38,0-45,0

Медный порошок 35,0-40,0

Криолит 1,5-3,0

45 Плавиковый шпат 1,0-3,0

Ферросилиций Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 282657, кл. С 22 С 35/00, 1968.