Способ получения отбеленного чугуна в отливках

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТБЕЛЕННОГО ЧУГУНА В ОТЛИВКАХ, включающий выплавку чугуна в печи, слив его в ковш, введение теллура в количестве 0,0002-0,0005% от веса обрабатываемого чугуна и заливку в литейную форму, отличающийсятем, что, с целью сокращения .переходной зоны в макроструктуре отливок и повышения прочности чугуна серой зоны, в чугуне повышают содержание кремния дополнительно на 0,05% на кахздую 0,0001% вводимого теллура, затем в чугун вводят теллур и марганец в соотношении 1:2.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ЮИЧВЮВ

РЕСПУБЛИК аа 01)i

3(5g С 22 С 37/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 34974 39/22-02 (22) 01.10.82 (46) 30.01.84. Бюл. Р 4 (72) О. В. Пузырьков-Уваров, С. A. Хоменко, Г. E. Белай, Л. A. Tuxavaea и С. Н. Гайдай (71) Днепропетровский ордена Трудово. го Красного Знамени металлургический институт (53) 669 ° 162.4 (088.8) (561 1. Довгопол В. и, Лузин П. Г.

Отливка колес из отбеленного чугуна.

Машгиз, Москва - Свердловск, 1953, с. 31..

2. Кривошеев А. Е. Литые валки.

М., Металлургиздат, 1957. с. 24-25, (54! (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ QTBEJIEHНОГО ЧУГУНА В ОТЛИВКАХ, включащий выплавку чугуна в печи, слив его в ковш, введение теллура в количестве

0,0002-0,0005% от веса обрабатываемого чугуна и заливку в литейную

Форму, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью сокрашения переходной эоны в макроструктуре отливок и повышения прочности чугуна серой зоны, в чугуне повышают содержание кремния дополнительно на 0,05% на каждую

0,0001% вводимого теллура, затем в чугун вводят теллур и марганец в соотношении 1:2.

1 070194

20

Изобретение относится к черной металлургии, а также к литейному производству и используется для получения отливок иэ отбеленного чугуна.

Известен способ получения отбеленного чугуна в отливках, включающий выплавку чугуна в печи, слив его в ковш, введение в него твллура в количестве 3-9 г на 1 т чугуна совместно с графитом при выдержке соотношения количества графита к количеству теллура от 20:1 до 30:1 и последующую заливку чугуна в литейные формы. Ис- пользование этого способа. позволяет получать отбеленные отливки с короткой переходной зоной без существенного ухудшения механических свойств чугуна (13.

Недостаток способа — выделение отдельных графитных включений в отбеленном слое в связи с недостаточным временем для растворения графита в чугуне, что является браковочным признаком при производстве отливок из отбеленного чугуна, например прокатных валков. Применение присадок теллура и графита в чугун малоэффективно и является источником дополнительным сшибок при отборе проб на отбел и поэтому не может быть рекомендовано для практического использования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения отбеленного чугуна в отливках, включаюший выплавку чугуна в печи, слив его в ковш, введение теллура в количестве 0,0002-0,0005% от веса обрабатываемого чугуна и последующую заливку в литейную форму. Использование этого способа позволяет при применении для плавки чугуна шихтовых материалов с низкой исходной отбеливаемостью получать отливки с необходимой величииой эоны чистого отбела и короткой переходной зоной (.2). 45

Недостатком известного способа является то, что теллур снижает механические свойства отбеленного чугуна.

Цель изобретения - сокращение переходной зоны в макроструктуре отливок и 50 повышение прочности чугуна серой зоны.

Поставленная цель достигается тем,. что согласно способу получения отбеленного чугуна. в отливках, включающему выплавкУ чугуна в печи, слив его 55 в ковш, введение теллура в количестве 0,0002-,0,0005% от веса обрабатыва.емого чугуна.и заливку в литейную форму, в чугуне повышают содержание кремния дополнительно на 0,05% на 60 каждую 0,0001% вводимого теллура, затем в чугун вводят теллур и марганец в соотношении 1:2.

Основой разработки изобретения послужили результаты исследований, в которых количественно определено вли" яние теллура на карбидообразование в структуре отбеленного чугуна разного химического состава. Установлено, что теллур при вводе его в жидкий чугун в количестве 0,0002-0,0006Ъ от веса обрабатываемого металла повышает устойчивость жидкой фазы, способствуя переохлаждению кристаллизующегося чугуна и склонности его к отбеливанию, увеличивая глубину слоя чистого отбела и повышая чистоту его по неметаллическим включениям. При более низкой добавке теллура отбеливающее его действие незначительно, а при более высокой в серой зоне отливок образуютоя карбиды (структурно-свободный цементит ), что приводит к снижению проч- . ности и ударной вязкости. Нейтрализация отбеливающего действия теллура (для получения необходимой глубины слоя чистого отбела в соответствии с требованиями технических условий на отливки ) обеспечивается повышением содержания в чугуне кремния в количестве 0,05% на каждые 0,0001% теллура ° При более высокой концентрации кремния его графитизирующее влияние преобладает над отбеливающим действием теллура и в структуре отбеленного слОя появляются выделения графитных включений, что резко снижает износостойкость чугуна (такой чугун носит название чугуна с невыраженным отбелом или полутвердого чугуна).

Важным действием теллура на макроструктуру отбеленного чугуна является то, что увеличивая глубину слоя чистого отбела он одновременно умень шает величину переходной эоны, обеспечивая улучшение отбеливаемости, оцениваемой критерием качества А .

Сокращение переходной зоны обеспечивается за счет образования в жидком чугуне теллуридов марганца, которые являются центрами кристаллизации.

Наибольший эффект достигается при одновременном введении в чугун теллура и марганца в количествах, соответствующих стехиометрическому их отношению в теллуридах марганца. С марган цем теллур образует два вида теллурядов (теллурид марганца МАТе и дител лурид марганца МпТе ). Оптимальное соотношение теллура и марганца составляет 2: О, 5. При более высокой добавке марганца увеличивается переходная зона и ухудшается отбеливаемость, оцениваемая критерием качества A„„,.

При разработке предлагаемого способа чугун выплавляют в печи ИЧТ-6 из.валкового чушкового чугуна ВД-2 и полупродукта ЧМЗ. Химический состав,чугуна по кремнию корректируют присадкой в печь расчетного количества. ферросилиция (CC65). Расплав сливают

1070194 мы. В изломе пробы замеряют протяженность макроструктурных эон, по кото рым оценивают отбеливаемость чугуна, расчитывая величину критерия качества А„(таблица ).

При обеспечении на изломе технологической пробы величины эоны чисто го отбела требованиям технических yci ловий чугун заливают в литейные формы для отливки прокатных валков.

Плавка Образец

Механические свойства чугуна в серой зоне оличественая оцена макроструктуры ехнологической пробы ополитem ое

Те

Мп

Те велиение с кгм/см с кг/мм она переходная зона, мм критерий качества, к, одерания ремня в уг pe, ° Ъ исого тбеа, мм

22 36

23 37

25 37

26 39

0,37

Прото- 0,0003 тип

0,0004

36 0,27

34 0,26

0,38

0,0005

О, 0006

О, 0007

0,0008

0,40

33 0,24

0,40

28 41 0,40

28 42

0,0001 0,00005 2:1 15 39

0142

0 05

0,27

0,05

0,0001 0,0001 1:1 15 40

0,27

0,10

0,10

0,15

19 36

0,34

0,0002 0,0001

2:1

О, 0002 0,0002 1: 1 20 38

0,33

0,0003 0,00015 3:1 21 33 . 0 38

0,0003 0,0002 1,5:1 22 34

0,0003 0,0004 1:1)3 22 35

0,15

0,39

0,15

0,37

0,44 0,20

О, 0004 О, 0002 2:1 24 30

0,0004 0,0006 1:1,5 27 32

0)0005 0,00025 2:1 29 28

0,42

0,20

0,50

0,25

28 31

0,25

0,47

1:2

0,0005 0,0010

0,25

0,0005 0,0005 1:1 28 30

0,48

42 0 32

O) 30

31 25

0,55

44 0 28

39 0,28

38 0,27

2:1

0,0006 0,0003

0,30

0,30

0,54

31 26

0,0006 0,0006 1:1

0,0006 0,0012 1:2 32 27 0,45

15 в ковш и при 1340-1360 С обрабатывают теллуром совместно с,марганцем в виде ферромарганца (Фйн is ), которые вводят в металл в пакетах иэ листового железа, прикрепленного к концу железного прута. От обработанного чу- ) гуна отбирают металл для заливки технологической пробы на отбел, применяемой в вальцелитейном производстве для экспрессного контроля качества -. чугуна перед. заливкой в литейные фор-10

Присадка в чугун теллура и марганца, Ъ

33 0,23

32 0,23

31 0,22

43 0,34

46 0,36

47 0,38

45 0,35

48 0,37

46 0,35

44 0,33

44 0 32, 43 0,33

46 0,35

43 0,31

1070194

Продолжение таблицы

Ярисадка в чугун теллура и марганца, % йлавка образе

Количественная оцен ка макроструктуры технологической пробы еханические войства чууна в серой зоне

Те

Nh н/мм

0 (магм/см критерий качества, А, переходная зона, мм

0,0007 0 0035

2:1 33

1:1 33

23

40 0,29

0,58

0,35

0,35

0,35

0,0007 0,0007

0,25

0,57

0,0007 Оф0014 1:2 32 ф 18

35 О 25

0,56

0,27

0,40

0,0008 0,0004 2:1 34

22

0,60

0,57

0,24

0,0008 0,0008

1:1 33

0,40

0,0008 О, 0016 1: 2 34

33 0,23 ф 21

0,40

0,57

I иэ отбеленного чугуна при применении с плохой исходной отбеливаемостью.

Снижение брака валков по несоответствию макроструктуры за счет предлагаемого способа на 10% обеспечит получение годового экономического эффекта в размере 167 тыс.руб. в год.

Составитель К. Сорокин

Редактор A. Курах Техред, В. Дале корей КорРектоР В. Гири як

Заказ 11649/28 Тираж 603 Подписное

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

Как видно из данных, приведенных .,в таблице, применение предлагаемого способа обеспечивает сокращение величины переходной зоны в среднем на

20% и повышение прочности чугуна в, серой зоне в среднем на 34%. Кроме того, улучшается качество отливок эона чис.то го отбе ла, мм допол интел ное увели чение содер жания кремчугуне, В