Лигатура для чугуна

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при модифицировании механических свойств чугуна и увеличении продолжительности модифицирующего эффекта. Новая лигатура содержит, мас.%: никель 3-7; кремний 3-7,5; медь 1-7; хром 1-3,0; углерод 1,2-5,0; кобальт 0,2-0,5; бориды кальция 1,5-15,0; нитриды церия 1,3-7,5; железо остальное. Дополнительный ввод в состав лигатуры боридов кальция и нитридов церия обеспечивает после использования предложенной лигатуры повьшение механических свойств чугуна 6 с 335 до 415- 460 МПа, В с 3,8-5,4 до 8,3-14,7%, d с 0,53-0,65 до 0,8-1,2 МДж/м и увеличивает продолжительность модифицирующего эффекта с 10,5-12,4 до 16,2- с 24 мин. 2 табл. Э со 4 00 О1 QO

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСИОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3793108/22-02 ° (22) 22.09.84, (46) 07.03.87. Бюл. Ф 9 (71) Могилевское отделение Физикотехнического института АН БССР (72) М.И.Карпенко, Е.И.Марукович, Т.И.Кныш и С.M.Áàäþêîâà (53) 669.15-196(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 430181, кл. С 22 С 35/00, 1974.

Патент Франции У 2509327, кл. С 22 С 35/00, 1983. (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к метал- лургии и может быть использовано при модифицировании механических свойств

„„SU„„1294859 A1 чугуна и увеличении продолжительности модифицирующего эффекта. Новая лигатура содержит, мас.Ж: никель 3-7; кремний 3-7,5; медь 1-7; хром 1-3,0; углерод 1,2-5,0; кобальт 0,2-0,5; бориды кальция 1,5-15,0; нитриды церия 1,3-7,5; железо остальное. Дополнительный ввод в состав лигатуры боридов кальция и нитридов церия обеспечивает после использования предложенной лигатуры повышение механических свойств чугуна <Е с 335 до 415460 МПа, б с 3,8-5,4 до 8,3-14,7Х, й„ с 0,53-0,65 до 0,8-1,2 МДж/м и увеличивает продолжительность модифицирующего эффекта с 10,5-12,4 до 16,2- а

24 мин. 2 табл.

1294859

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов лигатур для улучшения свойств чугуна.

Цель изобретения — повышение меха- 5 нических свойств чугуна и увеличение продолжительности модифицирующего эффекта °

Лигатуру вь1плавляют в открытых индукционных электропечах емкостью

150 кг с использованием смеси ферросилиция, ферроникеля, электролитичес-. кой меди, феррохрома углеродистого, кобальта, боя электродов, стального лома и боридов кальция. При достижеО нии температуры 1370 С в расплав вво,дят нитриды церия, выдерживают 37 мин и проводят разливку в плоские изложницы

Измельченную до фракции 3-10 мл лигатуру присаживают в чугун во время слива его из плавильной печи в ковш в количестве 0,03-0 1Х от массы расплава. Лигатура усваивается без пиро- 25 эффекта.

Бориды кальция введены в лигатуру

Ь количестве 1,5-15 мас.X как эффек1 тивная модифицирующая добавка для чугуна, повышающая однородность и стабкльцость структуры и устраняющая образование в ней черных пятей и междендритного графита, способствующая увеличению изолированности и компактности графита и других составляющих структуры, а также повышению механических характеристик чугуна в отливках, особенно пластических свойств.

При концентрации боридов кальция до

1,5 мас.X модифицирующий эффект проявляется слабо и пластические свойст" ва чугуна в отливках находятся на низком уровне, а при увеличения концентрации боридов кальция более 15 мас.X снижается стабильность моди- 5 фицирующего эффекта, увеличивается количество неметаллических включений и снижаются механические свойства чугуна.

Нитриды церия в количестве 1,37,5 мас.X существенно измельчают структурные сЬставляющие, снижают газовую пористость и повышают равномерность модифицирования, усвояемость лигатуры расплавленным металлом и продолжительность сохранения модифицирующего эффекта лигатуры, что обеспечивает повышение относительного удлинения и ударной вязкости чугуна в отливках, При концентрации нитридов церия до 1,3 мас.X измельчение структуры и повышение пластических свойств недостаточное, а при увеличении концентрации нитридов церия более

7,5 мас.X повышается угар металла и снижаются однородность структуры, механические и эксплуатационные свойства чугуна в отливках.

Содержание других компонентов выбрано в соответствии с принятым содержанием их в лигатурах, используемых для модифицирования чугуна, с повышенными пластическими свойствами.

Эффективное содержание кремния в лигатуре составляет 3-7,5 мас.X., углерода 1,2-6 мас.X и меди 1-7 мас.,7.

Такая концентрация графитизирующих компонентов при содержании хрома от 1 до 3 мас,X повышает равномерность и стабильность модифицирования чугуна, способствует повышению механических свойств.

Наличие в лигатуре 0,2-0 5 мас.X. кобальта способствует повышению стабильности модифицирования и механическихосвойств. При увеличении концентрации кобальта более 0,5 мас.X повышается температура плавления лигатуры. При концентрации до 0,2 мас.X стабильность модифицирования низкая.

Вследствие достаточно полного усвоения лигатуры жидким чугуном и высокой однородности модифицирования удельный расход лигатуры снижается на 30-507. в сравнении с известной.

Опытные плавки чугуна доэвтектического состава проводят в индукционной открытой электропечи с перегревом.расплава на 300-380 С выше температуры ликвидуса. Иодифицирование чугуна производят при выпуске расплава в ковши при 1400-1430 С измельченной лигатурой в количестве

0,03-0,17 от массы чугуна. В процессе разливки модифицированного чугуна лигатурами составов 1-7 (табл.1) по стандартным методикам отливали образцы для механических испытаний, микроисследований структуры и технологических проб.

В табл. 2 приведены результаты исследования модифицирующего эффекта и механических свойств чугуна в отливках при использовании известной и предложенной лигатур.

1294859

Ме т алло графиче ские ис следов ания показали, что. лигатуры с боридами кальция и нитридами церия позволяют получить более мелкозернистую структуру металлической основы и компакт- 5 ный графит в отливках.

Как видно из табл. 2, чугун, обработанный предложенной лигатурой, содержащей дополнительно бориды кальция и нитриды церия, обладает более высокими механическими свойствами, а модифицирующий эффект сохраняется более продолжительное время, чем при модифицировании известной лигатурой.

3,0-7,0

3,0-7 5

1,0-7,0

1,0-3,0

1,2-5 0

0,2-0,5

1,5-15,0

1,3-7,5

Остальное

Таблица!

Содержание компонентов, мас.%, в лигатуре состава

Компоненты

Предложенная ((5 I 6 I 7

Известный (3 4

2,7

5,5

5,5

Никель

2,5

7 5

5,5

7,5

5,3

Кремний

0 5

Медь

0 5

2,1

Хром

1,5

3,2,4,5 о

Углерод

0,2

0,7

0,1

0,5

0,4

0,2

0,5

Кобальт

7,5

Бориды кальция

Нитриды церия

0,7

7,5

5 3

1,3,Э

Осталь- Осталь- Осталь- Осталь- Осталь- Осталь- ОсЖелезо тальное ное ное ное ное ное ное

Ударную вязкость определяют на образцах типа 12 на маятниковом копре, а исследования шлифов — на рентгеновском микроанализаторе.

Формула изобретения

Лигатура для чугуна, содержащая никель, кремний, медь, хром, углерод, кобальт и железо, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств чугуна и увеличения продолжительности модифицирующего эффекта, она дополнительно содержит бориды кальция и нитриды церия при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Никель Кремний

Медь

Хром

Углерод

Кобальт

Бориды кальция

Нитриды церия

Железо

1?о4859

Т а б» H Il

Пр одолжиУдарная вя.» оc ть

МЛж, Стабильно Tr одифидироОтносительУ< POeHHE! JlH га гуры расЛигатур

Временное сопротивление, MIIa тельность сохранеH0p удли нение, 7 ания чу гунарр 7 плавленным ме таллом ния моди фииирующе го эффе к тар мин

Известная

1 287

2 335

0,53 10,5

0,65

12,4

5,4

7?

Предложенная

3 . 415

0,8

16,2

8,3

0,92

19,6

12,8

4 435

5 460

6 340

7 370

14,7

96

0,7

5,6

14,6

0,72

6,9

Составитель H.Êîñòîðíîé

Редактор Н.Егорова Техред Д.Олейник Корректор В. Бутяга

Заказ 564(28 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035ð Иосквар Ж-35, Раушская наб., д. 4(5

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