Способ получения высокопрочного чугуна

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии получения отливок из высокопрочного чугуна. Целью изобретения является стабштиза1щя структуры графита и механических свойств высокопрочного чугуна, в отливках при длительной вьщержке расплава модифип чрованного чугуна Б Ж5-ШКОМ состоянии в KOBine. Способ получения высокопрочного чугуна включает дополнительньпЧ ввод в расплав модифищ1рованно1-о чугуна магнинсодержа чего модификатора, который осуществляется непреры но со скоростью 0.0009-0,0015% магния в минуту в течение Bcefi вьщержки модифицированного чугуна или импульсами по 3-5 со скоростью 0,004-0,009% магния в MiiHyTy при отношении обще; продолжительности импульсов ввода модификатора и длительности выдержки расплава мод1-:фи11ИроБанного чугуна , равном 0,23-0,50. Способ позволяет получить достаточно стабильные и высокие показатели формы граф11та (cTe-iCH;- сфероидизади;и графита 90- 95%) и механи чсские свойства чугуна (предел прочности Ojj 530-564 ITMa, относительное удли1 ение о - 8- 2, 5% .при твердости 189-205 МК прг. чь, ке его в жидком состоянии 120мнн. 2 табл. 10 С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ

РЕСПУБЛИН (5i} 4 С 21 С 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3873 170/22-02 (22) 01.02.85 (46) 23.01.87. Бюл, ¹ 3 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) В,И,Литовка, В.П.Абросимов, И.К.Походня, В,А.Ефимов, H,È.Áåõ,., В.Ф.Альтор, С.П.Дмитриев, H,Т,Овчаренко, H.Ã.Ðóäåíêî, В.В,Венгер и В.И.Сивка (53) 669.131,7 (088.8) (56) Авторское свидетельства СССР № 975807, кл. С 21 С 1/10, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 952466, кл, С 21 С 1/10, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО

ЧУГУНА (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к технало— гии получения отливок из BbIcoKoilp o÷ного чугуна. Целью изобретения яв:-гяется стабилизация структуры графита и механических свойств высокопрочного чугуна в отливках при длительной выдержке расплава модифицированного чугуна в ь 1дк Ом coc тая нl lи в кав«lе .

Спас об получения вь1сокапрачнога чугуна включает дополнит ел ьны11 ввод н расплав мсдифп«ироняннсго чугу;1я маг нийсодержя1;е1 а мадиф11кятаря, кс— торь:й осуществляется непрср1.пl«0 са скоростью 0.0009-0,00157- магния мин; т ч в те 1ение всей выдержки модро†фицированног0 чуг . ня или импульс ям11 па 3-5 мин са скоростью 0,004-0,009"- маг«HII в минуту прп отношении 0L11I?Oil продолжительности импульсов вводя модификатора и плите 1ьнос-,ll выдержки расплава мсдифипиравяннсго чугуна, равном 0,23-0,50. Способ позволяет голучить достаточно стяби.-.ьные и высокие показатели формы графита (сте"е -:= сфераидизяции графита 9095К) 11 меха ;;чсские свсйс, в . .-.угуня (предел прочности о =5;0-564 Г,"1я, стносител1.ное удлинение 3 =- Я-,,5, при твердости 189-205 118 1 пр1. п,держке его в жидком состоялиil, 0 120 мин.

2 табл .

1285(Н, остаточное содержание er o н чугуне уменьшается, что ведет к ухудшению формы графита и понижению механических свойств чугуга, При вводе магния со скоростью, превышающей 0,0015 . магния/мин, чугун постепенно обагamaется магнием, и при содержании ега в расплаве более 0,06-0,07 начинает проявляться известное карбидообразующее впияние, поэтому резко снижается относительное удлинение, повышается твердость чугуна. Кроме того, при высоком содержании магния ухудшается форма графита, поэтому понижается также и предел прочности чугуна.

Оптимальная скорость импульсного в течение 3-5 мин ввода в чугун магния больше, чем при непрерывном вводе, и составляет 0,004-0,0093 магния/мин, что необходима для компенсации потерь магния из модифициравянного чугуна в паузах между вводами этого элемента. При oT«oc«Teëüíîé продолжительности подачи модификя-.ара, меньшей 0,23 общей длительности выдержки расплава, остаточное садер— жание магния в модифицированном чугуне снижается, поэтому форма графита и свойства металла ухудшаются, я когда данный показатель больше (),5 чугун, наоборот, насьпцается мягкием, что ведет к изменению механических свойств.

Когда скорость импульсного ввода магния составляет меньше 0.004 или больше 0,009% магния/мин чугун соответственно обедняется или. наоборот, обогащается магнием, TocK0ãòüêó в первом случае темп от потери ма"ния больший, чем от ввода, я на втором — темп вводя его больше, чем потерь, поэтому свойства ныдерж«вяемага в жидком состоянии чугуна ухудшаются.

В качестве модификаторов применяли ферросплавы или механические смес« на основе ферросилиция и магния (грянулираванного или порошкового) фракцией менее 1,6 мм, содержание магния н модификаторе находилось в пределах 7-35 . Модификатор, находящийся внутри пустотелой проволоки са сталькой оболочкой, вводили н нижнюю часть ванны расплава. Темп ввода маг««я регулиронали в зависимости от содержания его в мадификаторе скоростью подачи проволоки в чуг-сн.

При содержании магния в модификя20 торе менее 7 кясьш1ение расплава магнием меньше, чем потери этого элемента пр« выдержке модиф«циронякного чугуна, «îýòîìó компенсировать эти потери ке упяется даже при увел«чении скорости подач« проволоки

2 до 14 и/мин, завышенное (более 35%) содержа««е маг««я вызывает большие потери ега на угар.

Чем еньше магния (в пределах 730 35 ), тем больше степень усвоения его з чугуне, однако при этом необходим и бальпый расход модификатора, -чта в свою очередь вызывает понижен«е температуры обрабатываемого расплана .

Б табл. 1 приведены результять| в.- ия -ия режимов модифицирован«я кя содержание магния и структуру граф«тя и чугуне. В табл. 2 приведено вл -:якие режимов мадифицироняния кя механические свойства чугуна.

1285007

Отношение дли тель ности мы модифицирования соб ввода одеркание ния в моикаторе, ввода моднфиеа тора к общей выдер

KKе

Э мин

1 0,038

2 О, 0012 (357о) 1 О, 040

3 0,0015 (77) 1 О 040

4 0,0007 (35X) 1 0,033

5 0,0018 (20X) 1 0,033 б 0,004

Импульсы по

5 мин, Интервал

5 мин (207) О 50 О 043 95 О 040 95

7 0,006

Импульсы по

3 мин, Интервал

5 мин (35X) 0,38 0,040 95 О, 041 95

8 0,006

Импульсы по

3 мин, Интервал

5 ьа н (207) 0 50 О 043 95 О 042 95

9 0,009

Импульсы по

3 мин, Интервал

10 мин (207) 0 23 О 039 95 О 042 95

10 0,004

Импульсы по

1 мин, Интервал

4 мин (20X) 0,20 0,038 95 0,034 90

11 0,009

Импульсы по

5 мин

Интервал

4 мин (357) о

0,56 О, 035 90 О, 049 95

1 0,0009 Непрерывно (77) точное содержание майн

95 0,033 90

95 0,036 90

95 0,038 90

90 О 030 85

9О 0 038 95

1285007

1О

Режимы модифицирования

Отношение 1Опыт

Ско15 мин длитель рость ввода

М8

ССГ

ССГ

Мя нос ти ввода модификатора к об1щей выдер— жке

I рас—, плава

t2 0,003

0,40 0,040 95 0,037 95

13 О 010

Импульсы по

5 мин, Интервал

10 мин (35X) Оь33 0 036 90 0 052 95

14 Модификатор ввели в ковш и миксер по известному способу

О, 075 95 О, 040 95

9 5 198 530

11, 5 198 532

555

11,0 202 535 10,0 195 540

550

198 555

12, 5 205 543 11, О

542

3,4 179 365

10, О 198 420

530

9,0 195 545 10,5 202 550

525

10.5 202 555

10,5 195 550

11,0 198 535

562

9 5 198 545

555 магния р

X/ìèH

Способ ввода и содержание магния в модификаторе, (X) Импульсы по

5 мин, Интервал

7 мин (207) Остаточное содержание магн

МПа, относительное удлине чугуна в жидком сост

30 мин

3 )нв

1285007

Т а б л н ц мя, Х, и (ССГ) графита, X,ïðè выдержке чугуна в жидком состоянии

60 мин

О, 034 90

0,04

О, 074

0,038 90 0,045 95 0,040 95 0,043 95

О 042 95 О 039 95 0 039 95

О, 040 95

0 044 95 0 042 95 0 041 95

0,044 95

0,04 1 95 0,044 95 0,038 90 0,043 95 0,042 95

0,022 65 0,021 60

0,030 90 0,028 80 0,024 70

0,064 90 0,088 90 0,098 85

80 0,12 70

0,11

0,035 90

О, 040 95

0,028 80

0,042 95

0,032

0,039

О, 042

0,026

0,048

90 0,035 95 0,034 90

95 0,04 1 95 0,038 90

95 0,045 95 0,040 90

75 0,024 65 0,022 60

95 0,056 95 0,064 90

1285007

Продолжение табл.! ия, %, и ССГ графита, 7. при выдержке чугуна в жидком состоянии

120 мин

90 мин

60 мин

45 мин

30 мин

ССГ мд

ССГ

ССГ

ССГ

ССГ

0,035 90 0,032 90 0,028 80 0,026 75

0,066 95 0,070 95 0,073 90 0,08 1 90

0,025 65 0,013 35 0,008 10

Таблица2

1 ние о, Х, и твердость HB при выдержке модифицированного .ояиии

120 жн а, 1 В 1 н

90 мин

ps (нв

197

90 198 535 85

95 202 540 85

11,0 202 548 8,0

1,8 177 345 1,4

10,5 198 520 7,0

197 556 10,0 202

171

198 500 4, 5 222

10, О 189 564 10, О, 202

202

10 О 197 560 10 О

1 285007

J4 Опьгг

3 мин

10,0 202 540 10,5 198 555

11,0 l97 555 12,0 202 545

9,0 198 520 9,0 198 375

9,0 !92 515 ?,O 198 500

10,5 202 525 9,0 196 490

10 5 195 570 7 5 213 575

215 433 3 0 187 215

560

553

545

525

550

542

573 з длительности выдержки расплава (опыты 6-9) обеспечивается остаточное содержание магния в узких пределах (0,032-0,045% магния) и достаточно стабильные и высокие показатели формы графита (ССГ 90-95%) и механических свойств (предел прочнс=ти 6 — 530-564 МПа, относительное удлинение О = 8 — 12 5% при твердости 189205 НВ) модифицированного чугуна, выдерживаемого в жидком состоянии длительное (до 120 мин) время.

В опытах 1-5 модификатор вводили в чугун непрерывно, а в опытах 6-13— импульсами по 3 — 5 мин. Опьгг 14 соответствует известному способу — ввода модификатора, когда модификатор в чугун ввели несколькими порциями сразу перед выдержкой металла в жидком состоянии. При непрерывном способе ввода модификаторов со скоростью

0,0009-0,0015% магния/мин (опьггы 1—

3) и при импульсном в течение 3

5 мин вводе со скоростью 0,004O,009% магния/мин при относительной продолжительности подачи модификатора в пределах 0,23-0,50 от общей

При отклонении скоростей ввода магния от предложенных значений

Предел прочности 5, МПа„относительное удлине чугуна в жидком сост

1 28 5007

Продолжение табл.2 ние 3., %, и твердость НВ при выдержке модифицированного оянии

120 мин

90 мин

60 мин

3 НВ И, 3 НВ, 3 НВ

9,0 192 550 10, 5

10, 5 197 552 10, 5

2,0 182 345 1, 7

4,5 227 490 1,5

196

199 550

174 330

248 470

9,5 204

1,5 178

0,8 273

6,5 187

6,5 222

3,2 154

425 3,0

558 3,5

177

241

Составитель К.Сорокин

Редактор В.Ланко Техред М.Ходанич Корректор А. Зимокосов

Заказ 7601/27 Тираж 550 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 (опыты 4-5 и 10-13) и в известном способе (опыт 14) структура графита и механические свойства высокопрочного чугуна в отливках HeñòàáèëüHû, Фор мул аизобретени я

Способ получения высокопрочного чугуна, включающий ввод в расплав чугуна магнийсодержащих модификаторов и выдержку в ковше, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью стабилизации структуры графита и механических свойств высокопрочного чу25 гуна в отливках при длительной выдержке расплава модифицированного чугуна в жидком состоянии в ковше, дополнительно вводят магнийсодержащий модификатор непрерывно со скорос.тью 0,0009-0,0015% магния в минуту в течение всей выдержки модифицированного чугуна или импульсами по

3-5 мин сс скоростью 0,004-0,009% магния в минуту при отношении общей

35 продолжительности импульсов ввода модификатора к длительности выдержки расплава модифицированного чугуна, равном 0 23-0 50.