Способ модифицирования чугуна

 

СПОСОБ МОДИ ШИРОВАНИЯ ЧУГУНА, закпючаютавйся в обработке расплава в два этапа магввем впв маг ввйоодержащей пвгатурой, о т п в ч а ю щ в fi с я тем, что, с цепью стабвпы-( вого .повыщеввя ппаствч{юств чугува прв высокой ПрОЧВОСГВ в ПВТ(Ж( СОСТОЯВВВ в устравеввя карбваообраэукяаего впвяввя хрома прв его сопержанив в метаппе до О,4%, првсадку магввя впв магввйсодержашей пвгатуры на первом атапе проводят до прпучеввя содержаввя магтш в чугуне О,рО5-О,019%, а ва втором этапе проводят првсасоку кремввймагввевой пвгагуры до попучёввя ковечвого оодержаввя магввя О,О2-Ю,О7%. в апюмвввя до содерн- § жаввя его в чугуве О,О2-О,5. (Л

COOS СОВЕТСНИХ

ОО,НЬЕН уды С 21 С 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;:"

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ (54) (57) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ

ЧУГУНА, заключающийся в обработке

pacnaasa в два этапа магнием или магнийсодержашей лигатурой, о т и и ч.аю ш и и с я тем, что, с целью:стабиль 1 ного .повышения пластичности чугуна при высокой прочности в питом состоянии и устранения карбидообразукяцего влияния хрома при его содержании в металле до

0;4%, присадку магния или магнийсодержашей лигатуры на первом этапе проводят до получения содержания магния в чугуне

0,005-0,019%, а на втором этапе проводят присадку кремниймагнневой лигатуры до получения конечного содержания магния 0,02- 0,07%. и алюминия до содер- Я жания его в чугуне 0,02-0,5%.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2932493/22-02 . (22) 21.04.80 (46) 07.05.83, Бки. 34 17 (72) Н. Н.Александров, А.Г. Каменский, А.А. Рудвесо, А.А. Бессель, Е. B. Ковале вич, В. Т; Лисицын, .С.М. Ли@ниц; и P.À. Местенкий (71) Днепропетровский завод металлур гического оборудования- и Научно-производственное объединение по технологии машиностроения UHHHYNAI» (S3) 621.745.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Хв 109266, кл, С 21 С 1/02, 1956.

2. Патент ФРГ Ж 2521440, кл. С 21 С 1/10, опублик. 1977.

SU„„1016365 А

1016365

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению отливок из высокопрочного магниевого чугуна с шаровидным графитом.

Известен способ получения МагННевого чугуна с шаровидным графитом по двухстадийному процессу магнием, церием и их сплавами, вкцючаюший десупьфурацию на первом этапе и сфероидиэиру. 10 ющее модифицирование на втором 1 .

Недостатком известного способа яв ляется отсутствие графитиэирующвго модифицирования, что приводит к появлению структурно-.свободного цементита, отбепу и ухудшению качества отливок.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому попожитепьному аффекту. является способ " модифицирования чугуна, заключающийся 20 в обработке расплава чугуна в два ата па магнием ипи магнийсодержащей лигатурой 2 $

Недостатками известного способа явпя дтся образование структурно-свободного цемвнтита, особенно в тонких частях отливок, вследствие допускаемого способом относительно высокого содержания магния в чугуне (0,02-0,055%) после первого этапа модифицирования, 30 что приводит иэ«эа общей нестабильности процесса к. завышенному содержанию магния в чугуне после второго этапа модифицирования; неоправданно большой. расход модификаторов; сильное охпажде.иив чугуна на втором этапе моднфицирова-З5 .ния иээа необходимости введения больших количеств модификаторов с низким содержанием магния, что требует повышения температуры проведения первого этапа модифицирования, приводящего к 40 ухудшению стабильности и экономичности процесса.

Белью изобретения является стабипь ное повышение пластичности чугуна нри высокой прочности в питом состоянии и устранение карбидообразующего влияния хрома при его содержании в чугуне до

0,4%.

Поставленная цепь достигается тем, что согцасно способу модифицирования: 50 чугуна, заключающемуся в обработке раопяава в два атапа магнием ипи магнийсодвржащей лигатурой, присадку магния ипи магнийсодержащей лигатуры на первом этапе проводят до получения содер- 55 жания магния в чугуне 0,005-0,019%, а на втором этапе проводят присадку крвмниймагниевой пигатуры до получения конечного содержания магния 0,020,07 и апюмичия до содержания его в чугуне 0,02-0,5%.

Отсутствие магния в чугуне на первом: этапе модифицирования приводит в конечном итоге к перпито-цементитной матрице чугуна, что ухудшает качество отливок, повышает склонность к образованию тре-. щин и усадочных дефектов, требует проведения специальной термической обработки.

B то же время 0,005% - предел достоверного определения магния обычными методами спектрального анализа, исполу эующимися в производстве.

Дальнейшее увеличение содержания. магния на первом атапе модифицирования от 0,02% и выше также повышает скпоьность к образованию цементита в структуре и приводит к описанным выше две фектам литья. Ф

Уменьшение содержания . магния в распнавв на фтором этапе модифицирования ниже 0,02% приводит к yaymueнию формы графитных включений, появпению вермикупярного и ппастинчатого графита, увепичение содержания магния свыше 0,07% приводит к появлению в структуре цементита и дефектов питья, с этим связанных, и, кроме того, ведет к неоправданному повышенному расходу модификаторов.

Уменьшение содержания алюминия ниже 0,002% соответственно приводит к ухудшению структуры, повышению отбепа, а увеличение свыше 0,5% - к резкому уменьшению механических свойств чугуна, повышению хрупкости, ухудшению питейных свойств чугуна.

П и а в к а 1. В индукционной печи промышленной частоты на стальных отходах с карбюриэатором выплавляют чугун следующего химического состава, %:

С 3,75; 5i 2,23; Мй 0,25; P 0,062;..

0,045; . Cr 0,35.

Чугун при 1380 С сливают в герметиэированный ковш, гдв обрабатывают магнием в количестве 0,1 вес. . Содержанне магния после атой обработки

0,01 8%.

Затем чугун вновь первпивают в печь, где нагревают от 1310 до 1390 С. Выпуск чугуна иэ печи производят в регупировочный ковш, в донном кармане которого укладывают под споем чугунной . стружки 0,8% от веса чугуна жепезокрвмниймагниевой лигатуры ЖКМ-1, а также 0,1% первичного алюминия и 0,01% сплава МБ-40.

3 1016

Прн -разливке чугуна отбирают ступен-чатую н клиновидную пробы для контроля химического состава, механичес;ких свойств и микроструктуры в различных сечениях.. 3

Химический состав, %: С 3,62; 5+

2,82; Мц, 0,24; P 0,063; Д 0,002;

С 0,34; Мф 0;032; ДЯ 0,07.

Механические свойства в клиновой бе: временное сопротивление разрыву .. <4

y ** 54,5 кг/им ; предел текучести

Д * 42,0 кг/мм; относительное удли наине О 7%. .Структура чугуна в сечении 8 мм представляла собой перлит ферритную матрипу без структурно-свободного цементита с включениями шаровидного графита. При увеличении толщины сечения до 30 мм наблюдали феррито-перлитную матрицу также без цементита. Такая 20 мнкроструктура обеспечивает высокие эксплуатационные свойства и питейные свойства чугуна.

П л а в к а 2. В индукционной печи промышленной частоты с использованием в шнхте большого количества стальшах отходов выплавляют чугун следуюшего химического состава, %: С 3,72; 5

2,20; Мп 0,30; Р 0,067; 9 0,035;

Сх, 0,28. 34

С температурой 1400 С чугун сливают в -герметнэированный ковш, где.обра- батывают магнием в количестве 0,05%. от веса чугуна. При этом содержание . серы снижается до 0,002%. остаточный 33 магний в чугуне после моднфицирования отсутствует.

Затем чугун переливают в разливочный ковш, где обрабатывают дополнительно

1% желеэокремниймагниевой лигатуры.

ЖКМ-1 и 0,01% периевого сплава MH-40.

При разливке отбирают пробы дйя. контроля химического состава, химичес ких свойств и микроструктуры чугуна.

Химический состав чугуна следующий

%: С 3,67; 5«2,70; Мв 0,29; Р

0,067; Я 0,002; С 0,28; Mg 0,037.

Механические свойства чугуна: временное сопротивление разрыву б" « *

;* 50,5 кг/кват; предел текучести g" **

37,0 кгlмм ; относительное увеличение P * 0,5%.

Микроструктура чугуна представляет собой перлитную матрицу с большим количеством цементита и включениями шаровидного графита: Гф 13,9; Г,ч

45ð. 2,3; П 85-Ц40 и более.

Наличие такой структуры в чугунных отливках ухудшает их качество, ловыша: ет склонность к образоЪанию трещин и усадочных дефектов, требует проведения специальной термической обработки, зачастую малоэффективной в силу трудности разложения карбидов, легированных хромом.

П л а в к а 3. Выплавленный ана; логично плавке 1 чугун химического состава,%: С 3,75; gg 2,32; Ми, 0,32;

P 0,063; С 0,27, модифицируют в герметизированном ковше магнием в количестве 0,2%, что обеспечивает его содержание в чугуне после обработки

0,025%. Затем при переливе в раэливочный ковш дополнительно обрабатывают

l % желеэокремниймагниевой лигатуры

ЖКМ-1 и 0,01% цериевого сплава

МИ-40.

Анализ плавочной пробы показал, что химический состав чугуна следующий, %:

С 3,62; «Й 2,80; М у, 0,32; P 0,062", Я 0,0015; С, 0,27; Ng-0,045.

Механические свойства: временное сопротивление разрыву б 4 51,0 кг/мм; предел текучести О д 39,0 кг/мм ", относительное удлинение К 1,0%.

Микроструктура чугуна аналогична плавке 2, что прнвоцит к описанному ухудшению качества отливок; кроме того, при этом неоправданно высок раоход модификаторов.

Ожидаемый экономический эффект

21,2 руб Bs 1 т. стали.

Составитель А. Кондратьев

Редактор И. Николайчук Техред K.Мыцьо Корректор М. Шарошн г

Заказ 3322/27 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, }K-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", r. Ужгороц, ул. Проектная, 4