Модифицирующая смесь для чугуна

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° °

° Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3823934/22-02 (22) 07.12.84 (46) 23.05.86. Бюл. В 19 (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. А. А. Жданова (72) В. А. Коровин и А. А. Рыжиков (53) 669.163.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 908901, кл. С 22 С 35/00, 1982, Технологическая инструкция У 2089

Производственного объединения ГАЗ,.

1980, ..SU, L2226888 8А1 (54) (57) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ

ЧУГУНА,. содержащая карбидообразующую составляющую, графитизирующую составляющую и борную кислоту, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью . повышения механических свойств чугуна и сокращения продолжительности его отжига, она в качестве карбидообразующей составляющей содержит в совокупности борную кислоту и окись меди, а в качестве графитизирующей— силикобарий при следующем соотноше" нии компонентов, мас.X:

Окись меди 20-30

Борная кислота 50-60

Силикобарий 10-30

1232688

Изобретение относится к металлургии сплавов, а именно к модификаторам жидкого чугуна, и может быть ис1 польэовано при производстве отливок из ковка"o чугуна. 5

Цель изобретения — повьппение механических свойств чугуна и сокращение продолжительности его отжига.

Предлагаемая модифицирующая смесь содержит в качестве карбидообразую- 10 щей составляющей в совокупности борную кислоту и окись меди, а в качестве графитизирующей — силикобарий при следующем соотношении компонентов, мас.%: 15

Окись меди 20-30

Борная кислота 50-60

Силикобарий 10-30

Совместное введение борной кислоты и окиси меди в указанных соотно- 20 шениях в модифицирующую смесь позволяет исключить из смеси дорогостоящий, дефицитный и токсичный висмут, повысить механические свойства чугуна, обработанного предлагаемой смесью.2

Для получения модифицирующих смесей подготавливают 5 составов компонентов и параллельно известную модифицирующую смесь.

Состав модифицирующих смесей пред- 30 ставлен в табл. 1.

Каждую модифицирующую смесь приготавливают отдельно смешиванием компонентов. При выпуске жидкого чугуна (состав, мас.%: С 2,4; Si 1„1; 35

Мп 0,4; Cr 0,06; S 0,06; Р 0,07)„ выплавленного дуплекс-процессом вагранка-электродуговая печь, модифицирующие смеси при 1510 С госледовательно вводят в ковши, затем

4Î модифицированный чугун разливают по формам и одновременно отливают опытные образцы для исследования механических характеристик чугуча.

Оптимальной является добавка модифицирующей смеси, обеспечивающая введение в чугун, мас,% от массы жидкого чугуна: борная кислота 0,10,15; силикобарий 0,02-0,03; окись меди 0,04-0,05 ° 5О

Введение в расплав борной кислоты сопровождается ускорением процесса графитизации и резким увеличением количества центров графита. Окись меди при вводе в расплав разлагает- 55 ся с выделением кислоро,да. Кислород, растворенный в жидком чугуне, способствует отбеливанию вследствие повышения устойчивой жидкой фазы,, Ввод в белый чугун меди приводит к увеличению количества центров графита и их измельчению. Присутствие в модификаторе силикобария, увеличивая количество центров графита и увеличивая скорость их роста при улучшении их формы, ускоряет процесс графитизации в твердом состоянии.

Результаты осуществления модифицирования чугуна даны в табл. 2.

Иеханические свойства чугунов (табл. 2) определяют после проведения термической обработки: нагрев до 960 С, выдержка при этой температуре 5 ч, охлаждение на воздухе до

730 С, выдержка при этой температуре 5 ч и окончательное охлаждение на воздухе.

Присутствие в модифицирующей смеси более 30 мас,.% силикобария (пример 5) ведет к появлению в структуре пластинчатого графита, т.е. к образованию серого чугуна, а не белого, и, соответственно, к снижению механических характеристик, а присутствие в модифицирующей смеси более

60 мас.X борной кислоты и более

30 мас.X окиси меди (пример ч) ведет к излишнему увеличению количества цемента в структуре и увеличению продолжительности термической обработки. Присутствие в модифицируюшей смеси менее 10 мас.%. силикобария (пример 4;) веде". к снижению скорости графитизации чугуна в твердом состоянии и, соответственно, к увеличению продолжительности отжига и снижению механических свойств чугуна. Присутствие в модифицирующей смеси менее 50 мас.X борной кислоты и 20 мас.% окиси меди (пример 5) ведет к появлению в структуре зон серогс чугуна, т.е. к ухудшению формь1 графита и выделению при кристалли"-:ации жидкого чугуна свободного пластинчатого графита и, соответственно,, к снижению механических характеристик.

Образцы из белого чугуна следующего химического состава, мас.%.:

С 2,4," Si 1,1; Ип 0,4; Cr 0 06;

S G,0C; Р 0,07, модифицированные описанной технологии составами, приведенными в табл. 1, подвергают термической обработке в печи CVOSI-1,6. Образцы нагревают в лечи до 960 С, выдерживают при

1232688

Содержание компонентов, мас.Х

Состав .модифицирующей смеси т т

Н ВО„Б1Ва Си О Bi Al

60

10 30

30 20

5 32

40 15

Известный

10 52

Таблица 2

Механические свойства чугуна

Состав модифицирующей смеси

Предел прочности, 6, кг/мм

ОтносиТвердость, НВ тельное удлинение, 8

50

144

49,5

12 137

13 8 141 описанной технологии, составами, приведенными в табл. 1, подвергают термич еской обработке в печи СНОП-1,6.Образцы нагревают в печи до 960 С, выдерживают при этой температуре, затем охлаждают на воздухе до 730 С и при достижении выдерживают их в печи при этой температуре и окончательно охлаждают на воздухе, причем меняют продолжительность выдержек образцов при

960 С (первая стадия отжига) и при

730 С (вторая стадия отжига). Результаты приведены в табл. 3.

Оптимальной продолжительностью термической обработки образцов, модифицированных предлагаемой модифицирующей смесью, является продолжительность 17,5 ч, причем продолжительности первой и второй стадий сокращаются на 507.. Уменьшение про должительности отжига ниже 17,5 ч приводит к тому, что в структуре чугуна остаются цементит и перлит, что снижает механические свойства чугуна и недопустимо по ГОСТУ. Увеличение продолжительности термической обработки более 17,5 ч ведет к значительному укрупнению зерна и

10 снижению механических свойств чугуна и, кроме того, нецелесообразно как с экономической, так и с технологической точки зрения.

Применение модифицирующей смеси

15 предлагаемого состава позволяет улучшить физико-механические характеристики чугуна прн одновременном сокращении продолжительности его термической обработки.

Таблица I

1232688 Процолжение табл.2, Механические свойства чугуна ОтносиПредел прочности, Ь кг /мм тельное

168

3,5

ИзвестHbIH

10120

Таблица 3

Механические свойства чугуна

Полный родолжительость отжига, а стадии выдержки

Относительное второй рвой

144

15,0

136

13,0

48,5

141

13,8

2/,5

130

5 Образцы забракованы в литом состоянии нз-эа наличия зон нотсера

ИзвестHblfI

120

11,5 12,5 32

Составитель К. Сорокин

Техред И.Попович

Корректор И. 11уска

Редактор И, Гунько

Заказ 2738/27 Тираж 552

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Состав модифицирующей смеси

Состав модифицирующей смеси цикл отжига ч удлинение, Е

Предел прочно сти,5 кг/мм

Твердость, НВ удлинение, 7

Твердость, НВ