Модификатор ковкого чугуна

 

МОДИФИКАТОР КОВКОГО ЧУГУНА, содержащий кремний, марганец и железо , отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных свойств при сохранении высокой скорости графитизации, он дополнительно содержит углерод церий, бор при следующем соотношении компонентов , мас.%: Кремний 6,5-12,0 Марганец 0,1-1,0 Углерод . 2,0-3,0 Церий0,2-2,0 Бор0,1-1,0 ЖелезоОстальное

„„Я0„„1180397 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК рц4 С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6,5-12,0

О, 1-1,0

2,0-3,0

0,2-2,0

О, 1-1,0

Остальное

Мий

3ииий

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3717175/22-02 (22) 29 ° 03.84 (46) 23.09.85. Бюл. В 35 (72) В.А.Ильинский, С.Н.Щепетов, Л.В.Костылева, Л.В.Юдина и Л.П.Колесниченко (53) 669.15-198(088.8) (56) Васильев Е.А. Отливки из ковкого чугуна. М.: Машиностроение, 1976, с. 150.

Авторское свидетельство СССР

У 397554, кл. С 22 С 35/00, 1971. (54) (57) МОДИФИКАТОР КОВКОГО ЧУГУНА, содержащий кремний, марганец и железо, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью повышения прочностных свойств при сохранении высокой скорости графитизации, он дополнительно содержит углероду церий, бор при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Кремний

Марганец

Углерод

Церий

Бор

Железо ным графитом, что может препятствовать достижению высокой прочности, в состав модификатора вводят церий в качестве элемента, сфероидизирующего графит. Количество церия недостаточно для придания графиту шаровидной формы, но компактность его резко возрастает и прочностные свойства чугуна резко увеличиваются.

Введение бора в количестве О, 1

1,0 мас.% является необходимым для ускорения отжига и подавления выделения пластинчатого графита. В указанных количествах бор обеспечивает получение в исходном металле 0,0050 05 мас.% В, что эффективно подавляет выделение первичного графита и несколько. ускоряет графитизацию.

Поскольку предлагаемый модифика« тор выплавляется на базе обычного чушкового чугуна добавлением ферросплавов и редкоземельных сплавов, марганец присутствует в нем в качестве неизбежной,ионе вредной примеси„ и практическине изменяетконцентрацию этого элементав исходномчугуне.

В качестве исходного чугуна в высокочастотной индукционной печи с емкостью тигля 50 кг выплавляют чугун следующего состава, мас.%:

С 2,59, Si 1,08, Мп 0,25, Cr 0,076, остальное железо. Плавку делят на фракции, каждую из которых модифицируют определенным составом модификатора, приведенным в таблице, в количестве 0,5% от веса жидкого металла. Из модифицированного чугуна отливают кинетические, дилатометрические и разрывные образцы. Термообработку выполняют по следующему режиму: нагрев до 950 С, выдержка

8 ч, подстуживание на воздухе до

700 С, нагрев и выдержка при 730 С в течение 2 ч, охлаждение до 650 С и далее на воздухе.

Продолжительность первой стадии графитизации определяют дилотометрически,результаты измерений приведены в таблице. Там же приведены механичес. кие свойстваполученного чугунаи вид графита в сечении отливки 30 мм.

Испытания показывают, что при модифицировании чугуна предлагаемым модификатором при достижении высокой скорости графитиэации получают структуру чугуна с компактным графитом. Механические свойства повышаются свойс "ва на 30-34% по сравнению с известным чугуном.

1 1180397 г

Изобретение относится к производству ковкого чугуна и может най- ти применение для ускорения графитизирующего отжига отливок и повьппения их прочностных свойств.

Цель изобретения — повышение прочностных свойств чугуна при сохранении высокой скорости графитизации.

Пример. Расплавляют обычный чушковый чугун и доводят до необходи-10 мого состава ферросилицием, ферробором и редкоземельными сплавами (ферроцерием, сцемишем, мишметаллом, ФЦМ-5, Разливку модификатора производят распылением струи металла в воду, после чего из полученной дроби на сите отделяют фракции 0 5 —

5,0 мм, которые и используют в качестве модификатора.

Модификатор выплавляют в лабораторных условиях. Его химический состав варьируют, охватывая нижние, верхние и средние содержания ингредиентов, а также проверяют составы ниже нижних и вьппе верхних пределов.

Для сравнения выплавляют модификатор известного состава.

Химический состав и результаты испытаний приведены в таблице.

Введение в предлагаемый модификатор наряду с кремнием такого

30 сильного графитизатора как углерод позволяет сохранить положительное свойство известного модификатора— резкое ускорение графитизации при отжиге. Углерод и кремний создают 35 в ковком чугуне микроскопические неоднородности в местах подплавления дроби, которые ускоряют графитизацию чугуна. Однако с введением углерода уменьшается количество вводимого кремния до 6,5-12,0 мас.X в результате чего в тройной системе Fe-С-Si получают доэвтектические, но близкие к эвтектике композиции.

Такое сочетание углерода и кремния, обеспечивая высокую, не уступающую известному, скорость графитизации позволяет избежать выделения пластинчатого графита в зоне подплавления частиц модификатора. При этом углерод и кремний используют в модификаторе в обратно пропорциональной зависимости, т.е. при 3 мас.% углерода кремния необходимо вводить

6,5 мас. %, а при 2 мас. % углерода -

12 мас.% кремния.

Поскольку высококремнистые чугуны отличаются недостаточно компакт1180397 и

cd 1 и о о ьс

Э

Ф I

cd I ф

0 I cc

I (Ch

«С ) л

СЧ

« сс

Е сЧ

« « О Ю

« с 1

x l

СО О л л сО

СЧ

% Ц )

«« с ) с 1 с ) с) ! Х о л с ) мъ

« « ф

tf E а о и

О,О сО

1 I

О

«

I 1 с

1 I

С

1 с Ъ

1 I т М

« « о о

° « I

СЧ

М

« л

«« о

О О

««Ф о о о се л «

° CV ч ФГ1

" l o О

« л и

Yl ч»

« « с о

««

СЧ С Ъ

СР л

СЧ

В(), o

1 Ф, 1 !

1 cdеф I

I.ййcd I

1моо! са 3 О

N ccc

1 о

I cd сс)

О.Э I

СЧ

О с а о О сЧ

« л « о о о

cd

О о

Е сс; ж

С4

4 и

Э

М

1 Э