Лигатура
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 280181 (21) 3240967/22-02 У М К з
С 22 С 35/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
Опубликовано 2309.82. Бюллетень ¹ 35
f33) УДК 669. 15-198 (088. 8) Дата опубликования описания 2309.82 (72) Авторы изобретения
Л.Н.Козлов, Ю.П.Никитин, В.Л.Гудимович, H.Ã.Ðàçäoáàðèí, В.К.Ханин, Ю.Т.Ланин и П
Липецкий филиал Всесоюзного проектно-те института литейного производств (71) Заявитель (54) ЛИГАТУРА
Изобретение относится к металлур.гии, конкретнее к изысканию лигатур для легирования чугунов, отливаемых методом непрерывного литья.
Известна лигатура (11следукщего химического состава, вес.%
Медь 10-30
Кремний 10-25
Фосфор 2-8
Теллур 1-5
Галлий 1-3
Железо Остальное
Недостатком известной лигатуры является повышенная склонность к отбелу .
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является лигатура (2)следующего химического состава, вес.%:
Медь 50-90
Кремний 5-40
Фосфор 5-10
Недостатком известной лигатуры является недостаточная степень перлитиэации структуры рабочего слоя и низкие механические свойства.
Целью изобретения является увеличение степени перлитизации структуры рабочего слоя и повышение механических свойств.
Цель достигается тем, что лигатура, содержащая медь и фосфор, дополнительно содержит алюминий, углерод .5 и железо при следующем. соотношении компонентов, вес.%:
Медь 30-45
Фосфор 5-10
Алюминий 20-30
Углерод 0,2-4,0
10 Железо
Остальное
В лабораторных условиях выплавляют и испытывают составы лигатур.
Составы приведены в табл. 1.
Проверку эффективности действия лигатур проводят на чугуне, содержащем, вес.%: углерод 3,5, кремний 2,0, марганец 0,6, серу 0,03 и фосфор 0,05.
Чугун выплавляют в индукционной печи емкостью 50 кг. Легирование проводят при 1340-1360 С путем погружения на дно ковша лигатуры перед выпуском чугуна. Количество вводимой лигатуры составляет 1% от веса металла.
Выбор такого состава лигатуры вытекает из условиИ формирования заготовки в кристаллизаторе установки непрерывного литья и последующего охлаждения на выходе из него. Использование в качестве графитизатора
®О алюминия позволяет уменьшить содержа960294
Т а б л и ц а 1
Состав
Содержание, вес.% (I (с ) Си
Предлагаемый
30
0,2
Остальное
30
То же
2,9
27
3,2
Известный
9,3
CJlenbl. ние кремния в чугуне с 2,3-2,8% до
1, 8-2,1%. В свою очередь уменьшение содержания кремния в чугуне благоприятно сказывается на форму графитовйх включений — количество межлендритного точечного графита резко S уменьшается. Такой характер изменения формы графита в дальнейшем (при вторичном охлаждении, происходящем эа пределами кристаллизатора) способствует распаду аустенита до пер- Я лита. Данный эффект начинает проявляться при концентрации алюминия в лигатуре не ниже 20%. Превышение,содержания алюминия выше 30% приводит к образованию в чугуне окисных пле- . (Я нок и ухудшению свойств чугуна.
Введение в состав лигатуры углерода в количестве 0,2-4% способствует устранению образования первичных карбидов, уменьшает усадочную пористостьу и усадочные раковины в чугуне. Нижний предел углерода в лигатуре (0,2%) ограничивается технологическими условиями ее выплавки. При .содержании в лигатуре более 4% углерода, он при выплав- ке всплывает и удаляется в шлак.
Основой лигатуры является железо, которое способствует улучшению технологии ее выплавки и упрощение ввода фосфора в виде феррофосфора, Кроме того, железо способствует равно-. мерному. распределению всех компонентов в обрабатываемом чугуне. Пределы по его содержанию в лигатуре зависят от содержания основных ее компонентов и установлены экспериментальным путем.
Содержание в лигатуре меди в количестве 30-45% способствует стабилизации перлита металлической осно, вы чугуна, что приводит к росту его 40 физико-механических свойств. Нижний предел по ее.содержанию обусловлен тем, что при меньшем содержании меди исчезает рост прочностных свойств чугуна, а при ее содержании более
45% ухудшается его жидкотекучесть и наблюдается рост линейной усадки.
Фосфор в составе лигатуры обеспечивает повышение твердости и жидкотекучести чугуна. При содержании фосфора меньше 5% его влияние на приведенные свойства чугуна незначительно. В то же время при увеличении количества фосфора больше 10% в структуре чугуна появляется тройная фосфидная эвтектика, которая, неравномерно распределяясь по сечению заготовки, отрицательно влияет на ее качество.
Для исследования структуры и механических свойств полученного с использованием предлагаемой лигатуры чугуна проводят протяжку заготовки 40Х70 мм.
Механические свойства чугуна приведены в табл. 2.
Проверка предлагаемого состава лигатуры. показывает ее эффективность при получении непрерывнолитой заготовки с повышенными механическими свойствами. Так, предел прочности при растяжении повышается на 3 кгс/мм, предел прочности при изгибе — на
8 кгс/мм1, твердость: на 25 НВ и степень перлиткзации структуры рабочего слоя увеличивается с 85 до 96%.
Ожидаемий экономический эффект составит 10-12 руб. при производстве 1 т заготовок за счет повышения механических свойств на 10-15% и улучшения структуры.
960294
Таблица 2
Механические свойства легированного Структура рабочего чугуна слоя
Состав
Твердость, HB
Предел. прочности
Т кгс/мм 6и кгс/MM
Предлагаемый
215
48,6
24,5
48,4
24,2
24,7
2 4, 4
220
48,8
215
48,5
190
40,6
21,5
Известный
25, Медь
Фосфор
Алюминий
Углерод
Железо
30-45
5-10
20-30
0,2-4,0
Остальное
ФорМула изобретения
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2790040, кл. С 22 С 35/00, 1979.
2. Авторское свидетельство СССР
9 617486, кл. С 22 С 35/00, 1976.
Составитель Э.Петренко
Техред E.Êàñòåëåâè÷ Корректор O.Áèëàê
Редактор Н. Гунько
Заказ 7156/33 Тираж 660 Подйисное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35,. Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4
Лигатура для обработки чугуна, отливаемого методом непрерывного литья, содержащая медь и фосфор, о т л и- ЗО ч а ю щ à s; с я тем, что, с целью увеличения степени перлитиэации структуры рабочего слоя и повышения механических свойств.непрерывнолитых заготовок, лигатура дополнительно со- 35 держит алюминий, углерод и железо при следующем соотношении компонентов, вес.%г
П 96(Фе 4)
П 95(Фе 5)
П 96 (Фе 4)
П 95(Фе 5)
П 85(Фе 15)