Модификатор для чугуна

 

os . as

СОЮЗ СОВЕТЯНИХ

СФМЛВ М

РЕСПУБЛИК

М56 С 2 С 35 00 госамРственный комитат сссР.

fo делАм изОБРетений и ОтнРИРЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;: .:: В Ь сноМУ cssr nana C V. ( х

Ф%

° Ю

° ° (21) 3373947/22-02 (22) 24,12.81 (46) 15.08.83. Бюл. 9 30 (72) В.A.Èëüèíñêèé и Н.Ф.Меныаиков (53) 669.15.196(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В, 199173, кл. С 22 С 35/00, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 610878, кл. С 22 С 35/00, 1976. . (54 } (57) МОДИФИКАТОР ДЛЯ ЧУГУНА, содержащий алюминий, медь, цирконий, е кремний и железо, о т л и ч а вшийся тем, что, с целыв сокра- . щения времени графнтизирующего отжига белого чугуна и повьиаеиия иластичности ковкого чугуна, он содержит комионентн в следующем соотнощении, мас.Ъ:.

Алюминий 8-Х5 .

Медь 20-30

Цирконий 20-40

Кремний 20-30

Железо Остальное

1035082

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к модификаторам, используемым для производства ковкого и белого чугунов.

Известен модификатор (1J следующего состава, мас.Ъ:

Кремний 40-50

Медь 25-30

Кальций 15-20

Алюминий До 15

Железо До 15

Недостатками этого модификатора являются длительность отжига при производстве ковкого чугуна и низкая пластичность, получаемого ковкого чугуна.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является модификатор (2 для чугуна следующего состава, мас.Ъ:

Магний 5-10

Кальций .0,5-1,5

Редкоземельные металлы 5-10

Алюминий 0,1-6,0 .Кремний 15-35

Цирконий 0,1-5 0

Марганец 0,1-5,0

Медь 5-10

Бериллий 5-10

Стронций 2-10

Тантол 0,1-3,0

Барий 0,1-2,0

Железо Остальное

Недостатки известного модификатора — длительное время графитизирующего отжига белого чугуна и неудовлетворительная пластичность ковкого чугуна.

Цель изобретения — сокращение времени графитизирующего отжига белого чугуна и повышение пластичности ковкого чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что в модификатор для чугуна, содержащий алюминий, медь, цирконий, кремний и железо, который отличается от известного модификатора, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Ъ:

Алюминий 8-15

Медь 20-30

Цирконий 20-40

Кремний 20-30

Железо Остальное

Предлагаемый модификатор при использовании для получения ковкого чугуна обладает высокой эффективностью, так как он содержит сильнодействующие элементы — инокуляторы цирконий, кремний и алюминий, дегазирующие чугун путем связывания азота

10 !

25 за

60 и кислорода в стойкие химические соединения, и образующие гетерогенные центры графитизации. Модификатор содержит также элемент-игибитор медь, растворение которой в аустените интенсифицирует диффузию при графитизирующем отжиге ковкого -чугуна.

При этом цирконий, как элементинокулятор, является одним из самых сильнодействующих, имеющих очень высокую абсолютную величину энергии образования окислов и нитридов, способных сохраняться твердыми при температурах более 1500ОС. Влияние алюминия в присутствии цифхония заметно проявляется на второй стадии графитизации ковкого чугуна и не оказывает вредного воздействия на уменьшение компактности углерода отжига. Медь эффективно ускоряет первую стадию графитизации эвтектического цементита, но слабо тормозит вторую стадию. Кремний эффективно ускоряет обе стадии графитизации.

Предлагаемый комплексный модификатор применяется в количестве

0,01-0,05Ъ от веса жидкого металла.

Наилучший эффект модифицирования достигается в интервале температур 1360-1430ОС, продолжительность модифиицрующего эффекта до 10 мин, Модификатор применяется в виде механической смеси силикоциркония, металлической меди и алюминия, В табл. 1 приведены составы предложенного и известного модификаторов.

В табл. 2 приведен. химический состав полученных чугунов.

Влияние модификатора на продолжительность графитизирующего отжига белого чугуна определяется при температуре изотермической выдержки

950О С

В табл. 3 приведены характеристики графитиэирующего отжига чугуна.

Механические свойства модифициро ванного чугуна определяют после термообработки по режиму: нагрев до

950ОС, изотермическая выдержка в течение 8 ч (1-.ый модификатор1 и

6 часов (2 3 и 4-ый модификаторы }, I о охлаждение с печью до б00 С, далее охлаждение на воздухе.

В табл. 4 приведены значения механических свойств чугуна.

Предлагаемый модификатор обеспечивает в сравнении с известным модификатором сокращение длительности графитизирующего отжига белого чугуна в 1,5-2 раза и повышение пластичности ковкого чугуна. Экономический эффект-от использования предлагаемого модификатора составляет 50 тыс.руб.

1035082

Таблица 1

Вариант состава модификатора

Содержание компонентов, вес.Ъ

И9 Са РЗИ Al Si Zr Cu Be Sr Та Ва Mn Fe

1-известный 6,4 1,0 5,0 4,8 31,2 3,7 6,3 .8,0 7,0 1,0 1,0 4,1 Остальное

2-предлагаемый — - - 12,5 30,0 20,0 30,0

3-предлагаемый - — — 15,0 20,0 33,0 26,0

4-предлагаемый — - — 8,0 24,0 40,0 20,0

Таблица 2

Химический состав чугуна, В

Вариант модифицирования

Cr Р

2,87 1,24 0,54 0,05. 0,12 0,05

0,03

1-известный

2,95 1,09 0,51 0,05 0,12 0,05

0,01

2-предлагаемый

2,89 1,12 0 54 0 05

0,03

3-предлагаемый

2,90 1,10 0,53 0,05 0,12 0,05

0,05

4-предлагаемый

Таблица

Вариант модифицирования Величина инкубационного периода, мин

2,475

1-известный

2-предлагаемый

3,078

107

5,5

4,011

3-предлагаемый

112

4,0

11,43

10 4-предлагаемый

Количество вводимого модификатора

Скорость графитизации

Продолжительность графити зации, ч

Количество графитовых включений, к

1035082

Таблица 4

Относительное Твердость, удлинение,В НВ

1-известный

3,1.

197

0,03

5,16

2-предлагаемый

167

0,01

3,9

524

3-предлагаемый

163

4,2

0,03

512

4-предлагаемый

149

4 8

0,05

510

Составитель А. Соловей

ТехредМ.<Гергель КорректорЮ.Макаренко

Редактор Т.Парфенова

Заказ 5763/24 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 юга Вариант модифицирования Количество вводимого модификатора, Ж

Механические свойства чугуна

Предел прочности при растяжении, МПа