Модификатор для внутриформенной обработки чугуна

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в технологии получения чугуна с шаровидным графитом. Цель - улучшение растворимости модификатора и повышение предела прочности чугуна.. Модификатор содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: кремний 40-60; алюминий 1-2; магний 4-10; кальций 0,1-0,5; редкоземельные элементы 0,11 ,5; марганец 0,3-5,0; железо - остальное . В качестве примеси углерод до 0,2%. Изменение соотношения массовой доли марганца и железа в составе модификатора обеспечивает улучс шение растворимости до 1,8-3,0 мм/с (Л и повышение предела прочности до 445581 МПа. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (дН 4 С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3837 101/22-02 (22) 23.01. 85 (46) 07. 12.86. Бюл. М- 45 (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) С.Н.Леках, Н.И.Бестужев, В.А.Розум, М.М.Бондарев, В.И.Ерко, В.В.Земляков, Ю.Ф.Лотц, А.Г.Лихачев, А.Е.Шубин и А.И.Козлов (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1014953, кл. С 22 С 35/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 834194, кл. С 22 С 35/00, 1979. (54) МОДИФИКАТОР ДЛЯ ВНУТРИФОРМЕННОЙ

ОБРАБОТКИ ЧУГУНА

„„SU„„1275057 А1 (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в технологии получения чугуна с шаровидным графитом. Цель — улучшение растворимости модификатора и повышение предела прочности чугуна., Модификатор содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Ж: кремний 40-60; алюминий 1-2; магний 4-10; кальций

0,1-0,5; редкоземельные элементы 0,11,5; марганец 0,3-5,0; железо — остальное. В качестве примеси углерод до 0,27.. Изменение соотношения массовой доли марганца и железа в составе модификатора обеспечивает улучшение растворимости до 1,8-3,0 мм/с и повышение предела прочности до 445581 МПа. 1 табл.

1275057

Р5

2О

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов модификаторов для внутриформенного модифицирования чугуна.

Цель изобретения — улучшение растворимости модификатора и повьшРение предела прочности чугуна.

Результаты анализа при использовании модификаторов известного и предлагаемого составов приведены в "a6лице.

Сущность изобретения заключается в выборе соотношения компонентов, со. держащихся в модификаторе.

Выбранные пределы содержания кремния (40-60 мас.7) обеспечивают температуру плавления модификатора„ а следовательно, и хорошую растворимость при внутриформенной обработке расплава. Нижний предел (40 мас.7) обеспечивает хорошую графитизацию модифицирующего расплава. Превышение верхнего предела ухудшает растворимость модификатора.

Углерод в пределах 0,05-0,2 мас.7. повышает графитизирующее воздействие . модификатора. Получение содержания углерода свыше 0,2 мас.7 трудно достижимо на практике.

Алюминий — сильный раскислитель сплавов на железной основе. При этом эффективно связывая кислород, он высвобождает от выполнения этой функции магний, тем самым снижая необходимое для сфероидизации графита количество модификатора. Превышение верхнего предела (2 мас.X) содержания алюминия способствует получению окисных пленок в отливках и снижению механических свойств ВЧШГ.

Йагний в пределах 4-10 мас.X оказывает эффективную сфероидизирующую обработку расплава. Нижний предел (4 мас.X) обеспечивает минимально допустимую скорость растворения при внутриформенной обработке расплава.

Превышение верхнего предела по магнию (10 мас.X) резко ухудшает характеристики и стабильность параметров растворения, наблюдается пирроэффект при обработке.

Кальций — вспомогательный элемент сфероидизатор. В количествах 0,1

0,5 мас.7. благоприятно воздействует на процесс модифицирования. Превышение верхнего предела (>0,5 мас.X) замедляет скорость растворения модиЗО

50 фикатора (особенно при внутриформенном модифицировании) вследствие шлакования °

РЗЭ в пределах содержания О, !в

1,5 мас.7. благоприятно сказывается на механических свойствах чугуна за счет повышения дисперсности структурных составляющих (графита и перлита) . Нижний предел выбран исходя из достижения требуемого эффекта.

При превышении верхнего предела уровень механических свойств остается практически постоянным и увеличивается стоимость лигатуры.

Марганец — в пределах 0,3-5,0мас7. снижает температуру плавления и тем самым растворимость модификатора. Кроме того, дополнительный ввод марганца способствует перпитизации матрицы и повышение прочности чугуна. Превышение верхнего предела (>5,0 мас.7) нецелесообразно, так как приводит к возможности образования цементнта в структуре и за счет этого снижения свойств ВЧШГ.

П р и м е. р. Для сравнительного испытания известного и предлагаемого модификаторов исходный чугун состава, мас,%: углерод 3,1; кремний 2,0; марганец 0,2„" хром 0,1; сера 0,02 выплавляют в индукционной высокочастотной печи. Технология получения высокопрочного чугуна включает обработку расплава в реакционной камере.

Температура запивки во всех случаях о

1380 С. Для достижения постоянного содержания магния в отливках пропорционально концентрации магния в моди-, фикаторе изменяют площадь реакционной камеры. Фракционный состав модификатора составляет 2-8 мм.

В качестве критерия растворимости модификаторов используют вертикальную скорость растворения (мм/с). Образцы для определения прочности ВЧШГ вырезают из плиты толщиной 20 мм. Путем изготовления ряда плавок оценивают минимальный расход лигатуры для получения ВЧШГ, Иэ таблицы следует, что изменение соотношения компонентов в предлагаемом модификаторе обеспечивает по сравнению с известным улучшение его растворимости в жидком металле и способствует повышению предела прочности чугуна.

1275057 следующем соотношении

Пределы содеряания ингредиентов

Вертякальная скоПределы прочности при растяиении, ИПа

Иинииалъно неопходиюй расход,необходииый для iS1

Содераанне компонентов, нас.1

1одификатор рость растворения, ю / с

С Al Ilg Са РЗЭ Nn Pe полуснял вчшг

Предлвгвею й

40 0,05 1,0 4,0 О, I

0,1 0,3 Осталь- 1,8 ное

445

l,5

50 0,1 1,5 7,0 0,3 0,8 2,5

2,5

° 1

542

I,0

Средний

Верхний

60 0,2 2,0 10,0 0 5 1 5 5,0

3,0

0,8

581

30 0,01 0,5 3,0 0,05 0,05 0, 1

1,2

425

2,0

Ниве ниянего

75 0,4 3,0 15,0 5,0 5,0 6,0

535

3,1

0,8

° 1

Выие верхнего

40 0,05 2,0 4,0 0,5

461

2,0

0,8 0,3

l,5

Оптимальный

40 0,05 2,0 4,0 0,5 О;8 0,3!

1,5

Иввестный

383

Составитель Н.Косторной

Редактор Н,Рогулич Техред И.Попович Корректор М. Демчик

Заказ 6537/22 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула и э о б р е т ения

Модификатор для внутриформенной обработки чугуна, содержащий кремний, углерод, алюминий, магний, кальций, редкоземельные элементы (P33),марганец и железо, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью улучшения растворимости модификатора и повышения предЕла прочности чугуна, он содержит10 компоненты в мас.l!

Кремний

Углерод

Алюминий

Магний

Кальций

РЗЭ

Марганец

Железо

40-60,0

0,05-0,2

1-2,0

4-10,0

0,1-0,5

0,1-1,5

0,3-5,0

Остальное