Способ получения высокопрочного чугуна

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИФ .-.--,.",:;." / н АВТорсНоМУ свидетельстВу " *1@хм )8 (21) 3712493/22-02 (22) 21. 03. 84 (46) 07.04.86 ° Бюл. № 13 (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) Н.И.Бестужев, С.Н.Леках, Н.Л.Емельяненко, В.Ф.Дурандин, Е.N.Офицеров, В.А.Гольдштейн, В.П.Чевардов и А.Я.Пукки (53) 621.745(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 558942, кл. С 21 С 1/10, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 834141. кл. С 21 С 1/10. 1980. ,(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧ НОГО ЧУГУНА, включающий выплавку расплава в печи, обработку его РЗМсодержащей лигатурой в ковше и последующее модифицирование железокремний-магниевой лигатурой в литейной форме в количестве 1,0-2,07. от металлоемкости формы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения хладостойкости высокопрочного чугуна, в печи выплавляют расплав, содержащий 1,0-1,4Х кремния с предварительной обработкой его железной рудой в количестве 1,0-0,57 от его массы, а затем в ковше обрабатывают смесью РЗМ-содержащей лигатуры и

75Х-ного ферросилиция в соотношении (0,1-0,4):1 в количестве 0,8-1,5Е от массы расплава.

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам получения чугуна с шаровидным графитом, и может быть использовано при . массовом производстве ответс J}leiJB» машиностроительных отливок.

Целью изобретения является повы-шение хладостойкости высокопрсчнсгс чугуна, По предложенному способу расплав„ содержащий 1,0-1,4% кремния в печи„ обрабатывают железней рудой в коли-" честве 0,1-0,57 от его веса и предварительную обработку в ковше ведут смесью РЗМ-содержащеи лигатуры и

75%-ного ферросилиция в соотношении (0,1-0,4): 1} в ког!??Честве 0,.8- ",. 5 от веса расплава, а затем вед-!т последующую обработку расплава в лигейной форме железо-кремний-магниевой лигатурой в количестве 1,0-2,07 от металлоемкости формы.

Нижний предел содержания кремния в исходном расплаве (1,0%) ус".ансв-лен исходя из необхсд?о}ости получе-ния отливки без cтpуктyрнo-свобс}?нс-1 0 цементита с учетом поспедующегO модифицирования ферросилицием в ковше, Верхний предел содержания кремния установлен исходя из достижения эффективного удаления марга.-!ца и фосфора.: В случае повьш!енногс ссдер;}сания кремния (1, 4%) Oêèñ JIelièe ма?} . ганца железной рудой из расплава чу-гуна малоэффективно, тяк как (}ктивнО прОисхОдит реякция взяимсдейс 1 BBH

Si e окислами железа, при этом мяр?я-. нец не окисляется и не переходит в шлак, о чем свидетельствуют дан ные табл, 1.

Таким образом ке дсстигаетс» :овышение хладостойкости: ВЧШГ, так кяк марганец отрицательно воздей< т}}узт на эту характеристику сппява.

Шихта, применяемая на больш-:,.?}I=.-.;:"?е заводов, позволяет даже при самы}:; благоприятных услови?ях плавки !...0;J чать в исходном расплаве ?угука .,4-0,7% марганца. Известно, аТо,;-ля;Jсстижения хладостойкости B!Jñîêîi::pëпсro чугуна сплав не должен co}:;ep:.?;,TI марганца более 0,3-0,4%. Зкспер}?ме--. тально в промышленных условиях (плавки в б-тонной дугсЪой и чи) уст.",}с}в-лено, что добавка железной руды " io-личестве 0,1% позволяет удалить

0,02-0,06% марганца.

Пределы расхода руды у-..тяксвлены в зависимости от исхсднсгс ссдер .а 2бЯ2

}} ния мар! анца в расплава и эффективности обработки исходного расплава рудой. Нр}." увеличении расхода руды (-BJJJJJc. 0- "JX I»JOет место значительный у в Р»>!. ?J-. РОДЯ г ПР}! Э ОМ ПО}3ЫШЯЕТСЯ сгбел в тонкостенных отливках.

Ковшовая Обрабoтка смес »о РЗМ-со,г!е}}жя}}}ей! лигатуры и 5%-кого феррс(:и(}иция ко:-:;всляет глубока рафинировать расплав. Пр}н ем доводка химического состава ВЧШ}!г по кре}!Ни}о с помощь}о ков!}}Оной присадки 75%-ного ферросилиция,цае»г дополнительные преимущес!Твя для глубокого раскисле-ния расглява.- Кроме того, поздний ввод ферросипиция создает,цопслни: т.= ((ь!! .i(=. }(ен г }ь! Кгигт; .? MBB ?и H .Нижае T(я скJ;(:IJ -(ость расплава к кристаллизации пс } !Ят" ñTBáèiiüной диа.грамме.

Нижнис пределы с„ отноше IHj? B смеси

I! "(— Ссдсржаl(l(=) ЛНГЯТуры И Э% ЛОГО ферросилиция и расхода ком?!сне:ToB смс си },О, 1 и 0 8% сOOTBBTc J BeBJIO) ус: янов.-екь". Исходя из н об ?одимости глубо o?o p=.скис}?еь}ия десульфураI!PI? расг(лава, стабилизации процесса о 0 ридиз Яци=:: графита, верхний (О, 4 и 1,"}%) -- исходя ио }?еобхсдимости с} р я}!ичения (сдержания кре",!-Иия В чуи.;-ке, Вь}: око(} содержание кремния Охру}гч}}ва - о }} -!} }Р,. Оссбc .BBÎ п}}и низких

" = J :jJF. p:-.! 1 урах T(p едлсжен}-..се ссотнсше ние ксмпснен: св смеси РЗ"1-содержащей л}?гатуры и 7 JX-ного ферросилиция ,Q.1-0,4),.1 дает ..->Яв}}0}?е}}ну!о степень (! Е С",;Г?ф т(»Я;.Ji}JI ?! Р}!(тР - ПС-НИ-J РЯСПЛЯВЯ

J v?;;jJi1,. -у},!еньшяе- ог.ясг!Ость появле ч ;!я с i 0BJ?il =. J 0}}косте}?кых ст }явках °

При зз;нсз(;е ряс(}?}ава в форму про.= схсцггт -растворение железо.-крем, ..Л -11ÿ. :}Ji?eBo}J ?}}}гатурь! и мсцифици "" Из }! }ли }иг ->с } а? о -чоро ссг!0}}1 a, }!jl ?Л} !?Ос}?е кс-:(покои обраб-:-т.,"и г сов(}}:; пнссти с магнием„ !Оступа}ощим ез лигя:.уp(-:.1 B реякцисе}-}Ой камере, с беспечивает фсрмирсваН -,. jl! g. 30 г Jg }С1? О 1 J!Bi}JI Tc} JIB j(ЭТОМ

ВЫ-,.ЯВННВЯЕТСЯ Ст ПЕНЬ }!ОДИ(!}ГЩ}?РСВЯНB0 III =;(ппава при сф рсидизирующей сбрабстк} . B НтейнОЙ форме, РасхОД

:Q ?И Г ЯТ " Ч}ОЫ 1}Р! J В (1 "ТРИфсРМЕКНОМ МОДИ

Йи}}ярова:.}}}! зависит оТ сстятсчнОГО ссдер}}а }%я pb" после кс:IJ}o}aoA 06: я б ст}с! .;! а (! Jl я B B ив,0 3 р 3"!; ТB е т с В 0 3

ЭЙ(B}I" К}! JIO . ЛЕДНЕ Г 0, Лримене}!}}е тройной последовательной (}брабс}т}(}! расплава н плавильном агр= гате (дуговой электроне -}и) ков1222682

Степень удаления марганца, Ж

Добавка железной руды, Е от массы расплаваа

Содержание в исходном расплаве, 7

Si Mn

0 5

0,6

1,0

0,5

0,6

1,2

0 5

0,6

1,4

0,5

0,6

1,8

Таблица 2

Наблюдения

Массовая доля элементов, Ж ((Состав

С Si Cr Мп Р S

38 1,2 01 06 015 005 Высокое содержание

Мп и P

38 1,1 01 ше и в литейной форме позволяет повысить хладастойкость ВЧШГ.

Для получения сравнительных результатов испытания известного и предложенного способа получения высокопрочного чугуна применялись два состава чугуна с различным содержанием фосфора и марганца как элементов отрицательно влияющих на хладостойкость сплава, серы как элемента десфероидизации и отрицательно влияющего на механические свойства

ВЧШГ, особенно пластические.

Химический состав исходного чугуна представлен в табл. 2.

Обработку расплава ведут известным способом, включающим ввод РЗМсодержащей лигатуры с криолитом в ковше и последующую сфероидизирующую обработку железо-кремний-магниевой лигатурой в литейной форме в количестве 1,0-2,07. от металлоемкости формы, и по предложенному способу тройной обработки расплава в печи, ковше и форме. Величина добавок при составе исходного чугуна по варианту I находится на верхних пределах, а при варианте II — на нижних пределах °

Образцы для механических испытаний вырезаются из нижней части клиновых проб с толщиной стенки 30мм..

Испытания на ударную вязкость производятся на феритных образцах

10 10 55 мм без надреза при 20, -20, -60 C.

Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Применение предложенного способа получения ВЧШГ позволяет существенно повысить хладостойкость последнего, Известный способ дает удовлетворительные результаты при использоваййи исходного чугуна только с низким .содержанием марганца, серы и фосфора, что может быть достигнуто применением специальных шихтовых материалов (рафинированного литейного чугуна, окатышей и т.д.).

20 Получение чугуна с шаровидным графитом по предложенному способу позво ляет получать ответственные отливки, работающие при температурах до -60 С

25 даже в случае использования традиционных шихтовых материалов °

Экономический эффект от применения предложенного способа получения

ВЧШГ при производстве отливки блоккартер на заводе промышленных тракторов составляет более 150 тыс. руб. В ГОДе

0,2 0 05 0,01 Низкое содержание Мп и P б

Таблица 3

122268?

Способ обработки

Исходный состав

Значения ударной вязкости ВЧШГ, Дж/см, при температуре, С расплава

20 -20 -60

Известный

2,0

18,5

Предложенный

33

18,0

Составитель К.Сорокин

Техред И.Попович, Корректор И.Эрдейи

Редактор Г,Волкова

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 1669/24 ТНрНК 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35 Раушская наб., д, ч/5