Брикетированная смесь для обработки серого чугуна для отливок

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для обработки серого чугуна. Цель - стабилизация степени усвоения легирующих элементов в чугуне и обеспечение квазиизотропности в тонких„и толстых сечениях отливок. Новая брикетированная смесь для обработки серого чугуна содержит, мас.%: гранулированный ферросиликохром 15-35,0, измельченный ферромарганец 2,0-18,0, гранулированньпЧ никель 15-30,0, стружка или крупка медных сплавов 0,5-3,5, жидкое стекло 12-20,0, измельченный ферросилиций 18-32,0, отходы графитового производства 3-8,0. Дополнительный ввод в состав смеси никеля, меди, жидкого стекла, ферросилиция и отходов графитового производства, а также использование в качестве марганецсодержащего реагента ферромарганца позволяет стабилизировать степень усвоения смеси в чугуне на уровне 78-83% и обеспечить квазиизотропность предела прочности (G(j ) и твердости (НВ) в сечении отливки 6 и 30 мин. 2 табл. 9 (Л

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (я) 4 С 22 С 35/00,. l3

) i

»» M

1 Г,Л»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCMOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3779104/22-02 (22) 06.08.85 (46) 15,,03.87 Бюл. И - 10 (71) Институт проблем литья AH УССР (72) В.Г.Горенко, О.И.Шинский и Н.В»Манойло (53) 669.15-018.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 487155, кл. С 22 С 35/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 360391, кл. С 22 С 37/06, 1972. (54). БРИКЕТИРОВАННАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СЕРОГО ЧУГУНА ДЛЯ ОТЛИВОК (57) Изобретение относится к металлур-. гии и может быть использовано для обработки серого чугуна. Цель — стабилизация степени усвоения легируюцих элементов в чугуне и обеспечение квазиизотропности в тонких,.и толстых сечениях отливок. Новая брикетированная смесь для обработки серого чугуна содержит, мас.7: гранулированный ферросиликохром 15-35,0, измельченный ферромарганец 2,0-18,0, гранулированный никель 15-30,0, стружка или крупка медных сплавов

0,5-3,5, жидкое стекло 12-20,0, измельченный ферросилиций 18-32,0, отходы графитового производства

3-8,0. Дополнительный ввод в состав смеси никеля, меди, жидкого стекла, ферросилиция и отходов графитового производства, а также использование в качестве марганецсодержащего реагента ферромарганца позволяет стабилизировать степень усвоения смеси в чугуне на уровне 78-837 и обеспечить квазиизотропность предела прочности (G ) и твердости (НВ) в сечении отливки 6 и 30 мин. 2 табл.

1296620

Изобретение относится к металлургии, в частности, к разработке составов брикетиронанной смеси для обработки серого чугуна.

Цель изобретения — стабилизация степени усвоения легирующих элементов в чугуне и обеспечение кваэииэо- i. тропности в тонких и толстых сечениях отливок. f0

Составы брикетированных смесей для обработки серого чугуна, степень усвоения,легирующих элементов и свойства чугуна после обработки известным и предложенным составами смесей f5 приведены в табл.1 и 2.

Измельченный ферросилиций марок

ФС75 и ФС90 (ГОСТ 1441-70) используется в составе брикетов с целью получения модифицирующего действия 20 и при смешивании с жидким стеклом быстрого твердения жидкого стекла и образования твердых брикетов. При содержании в составе брикетов меньше 18Х ферросилиция получается слабое 25 их модифицирующее действие на чугун и твердение брикетов происходит очень медленно. При вводе в состав брикетон больше 327. измельченного ферросилиция не наблюдается дальнейшее 30 улучшение его модифицирующего действия и ускорение твердения брикетов.

Гранулированный ферросиликохром марок ФСХ18 и ФСХЗО (ГОСТ 11861-66) используется для ввода в состав исходного чугуна хрома и для повышения усвоения его чугуном ввиду снижения температуры плавления ферросиликохрома по сравнению с феррохромом. При вводе в состав брикета меньше 207 фер-4О росиликохрома в чугун переходит малое количество хрома и это мало влияет на повышение квазииэотропии чугуна и повышение прочностных свойств толстых стенок отливок. Повышение содер- 45 жания ферросиликохрома больше 35Х приводит к появлению в микроструктуре чугуна цементита и снижению прочностных свойств чугуна в тонких стенках отливок. 50

Измельченный ферромарганец марок

Мн5, Мнб и Мн7 (ГОСТ 5165-49) используется для перлитизации микроструктуры чугуна и понышения прочностных свойств чугуна в толстых сечения отливок.Влияние ферромарганца на микроструктуру и свойства чугуна начинает проявляться при его содержании в брикетах в количествах, больших 27.

При увеличении содержания ферромарганца больше 18Х дальнейшего улучшения микроструктуры и повышения свойств чугуна не наблюдается.

Измельченный электродный бой или отходы графитового производства вводятся н состав брикетов для повышения их модифицирующего действия и для получения в обработанном брикетами чугуне оптимального содержания углерода. Положительное, влияние графита на микроструктуру и свойства чугуна начинает появляться при содержании в брикетах больше 37 измельченного графита. Увеличение содержания графита больше 8 приводит к повышению содержания углерода в жидком чугуне, увеличению размеров графитовых включений н микроструктуре чугуна и снижению прочностных свойстн, Гранулированный никель вводится в состав брикетов с целью перлитизации металлической матрицы чугуна и повышения его прочностных свойств.

Положительное влияние гранулированного никеля начинает проявляться на повышении прочности чугуна при его содержании в брикете в количествах, больших 15Х. При увеличении содержания в брикетах гранулированного никеля больше 307 дальнейшее повышение прочностных свойств чугуна получается незначительным.

Стружка или крупка медных сплавов вводится в состав брикетов с целью повышения жидкотекучести жидкого чугуна и повышения прочностных свойств металла. Ощутимое влияние меди на микроструктуру и свойства чугуна проявляется при вводе в состав брикетов больше 0,57 стружки или крупки медных сплавон. При увеличении их содержания больше 3,57. в микроструктуре чугуна появляется ликвация меди и это приводит к снижению прЬчностных свойств чугуна.

Жидкое стекло натриевое с объем3 ной массой 1,25-1,35 г/см и модулем (m) = 2,3 вводится н состав смеси для изготовления брикетов н качестве крепителя. Ввод в состав брикетов измельченного ферросилиция обеспечивает быстрое твердение жидкого стекла. Минимальное содержание жидкого стекла, обеспечивающее получение необходимых прочностных свойств брикетов, больше 12Х, Увели9,5-3,5

12-20,0

Составы смесей и брикетов для обработки серого чугуна

Содержание, мас.Х, в смеси

Компоненты

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Измельченный ферросилиций марки Си 75

17,6 12,9 30 22 18 32 32,1

Гранулированный ферросиликохром марки ФСХЗО

47 62 35,5 20 17,9 35 16 15 9,5

Измельченный силикомарганец марки СИН 17

53 38

Измельченный ферромарганец марки Мнб

18,25 8,0 2,0 3,0 18 7,0 1,8.Отходы графитового производства

8,2 7,0 3,0 4,5 3,5 8,0 2,6

3 12 6 чение содержания жидкого стекла больше 207 ухудшает растворение брикетов жидким чугуном и увеличивает количество шлака.

Исходный чугун выплавляли в

5 электродуговой печи ДСП-0,5. После расплавления чугун перегревали до о

1450 С, выдерживали при этой температуре, а затем -выливали в ковш, в каждый из которых вводили по 1,87. 10 исследуемых смесей или брикетов.

Химический состав исходного чугуна следующий, мас.7.: углерод 3,42-3,56, кремний 1,92-1,98, марганец 0,640,67, хром О, 11-0,13, никель 0,06- 15

0,08, сера 0,03-0,04, фосфор и железо 0,09-0,11 и примеси остальное. Использование брикетов позволяет повысить IIo сравнению со смесями усвоение элементов с 68-70 до 78- 20

83Х.

Иэ табл.2 видно, что использование брикетов предложенного состава позволяет по сравнению со смесью по прототипу повысить прочностные свойства 25 исходного чугуна на 5-8Х, предел прочности при изгибе с 503-511 до

541-561 МПа, стрелу прогиба с 3,1 до

3,2-3,3 мм, модуль упругости с 1145011700 до 11950-12650 кгс/мм, твер- 30 .дость (НВ) на 20-30 ед и выравнять микроструктуру и свойства чугуна в тонких и толстых сечениях. .0 4

Формул а изобретения

Брикетированная смесь для обработки серого чугуна для отливок, содержащая гранулированный ферросиликохром и марганецсодержащий реагент, отличающаяся тем, что, с целью стабилизации степени усвоения легирующих элементов в чугуне и обеспечения квазиизотропности в тонких и толстых сечениях отливок, она дополнительно содержит гранулированный никель, стружку или крупку медныж сплавов, жидкое стекло, измельченный ферросилиций, отходы графитового производства, а в качестве марганецсодержащего реагента она содержит измельченный ферромарганец при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Гранулированный ферросиликохром l 5-35, 0

Измельченный ферромарганец 2, 0-18,0

Гранулированный никель 15-30,0

Стружка.или крупка медных сплавов

Жидкое стекло

Измельченный ферросилиций 18-32,0

Отходы графитового производства 3-8,0

Таблица 1

l296620

Продолжение табл.) Содержание в смеси, мас.7, в смеси

3 4 5 6 7 8 9

Компоненты

Никель гранулированный

2,6 15 30 24,3 30,2

Медная стружка

Жидкое стекло усвоение чугуном элементов смеси, 7

81 80

83 78 74

72 79

68 70

П р и м е ч а н и е: 1-2 составы известных смесей.

Таблица 2

Свойства исходного чугуна и обработанного исследуемыми составами смесей и брикетов

Чугун .обработанный смесью и брикетами (I

Свойства

Исходный чугун

Свойства, полученные на образцах

182 198 204 209 219 224 221 228 .219 216

468 503 511 524 541 554 548 561 544 532

Стрела прогиба, 2,9 3,0 3,1 3,1 3,2 3,3 3,2 3,3 3,2 3,1

Модуль упругости, кгс/мм 11200 11450 11700 11750 12 100 12500 12250 12650 11950 11800

Твердость (ВН) 187 200 205 212 225 232 227 237 222 217

Предел прочности при растяжении, MIIa

Предел прочности при изгибе, KIa

14;6 22,5

0,45 3,5

11,4 17

1,1 2,5 0,5 1,7 3,6

20 18 14 12 20,2

1296620

Продолжение табл. 2

Чугун обработанный смесью и брикетами

2 3 4 5

Исходный

Свойства

6 7 8 9 чугун

Свойства тонких стенок (S=6 мм) 196 207 216 220 227 232 229 237 226 2231

Твердость (НВ) 197

217 225 227 235 240 237 247 230 227

Граз Граз Граз

180 180 180

Г6 Г6 Г6

Гр 1 Гр 2 Гр 1

П П96 П

Характе- Граз ристика гра- 360 фитовыщ Г 10 включений Гр 5

П85

Граз Граз Граэ

360 180 180

Г10 Г6 Г6

Гр 3 Гр 2 Гр 2

П92 П92 П96

Пд1,0 Пд1,0 Пд1,0 Пд0,5 Пд0,5 IJp0,5 Пд0,5 Пд0,5 Пд0,5 Пд0,5 матрицы

Свойства толстых стенок (S = 30 мм) 174 179 212 222 225 223 226 220 215

162

Твердость (НВ) 170

192 205 215 220 222 220 227 220 215

Характерис- Граэ тика гра- 750 фитовых Г 10 включений Гр5

Граэ Граз Граэ

360 360 360

Г 10 Г 10 Г 10

Гр2 Гр2 Гр2

Граэ Граз

750 ?50

Г10Г 1IO

ГрЗ ГрЗ

П70 П?О П85 П85 П92 П96 П92 П96 П92 П85

Пд1,4 Пд1,4 Пд1,4 Пд1,0 Пд1,0 Пд1,0 Пд1,0 Пд0,5 Пд1,0 Пд1,0 матрицы

ВНИИПИ Заказ 721/30 Тираж 605 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. ужгород, ул. Проектная, 4

Предел прочности при растяжении, МПа

Характеристика металлической

Предел прочности при растяжении, МПа

Характеристика металлической

Граэ

Г 10

Гр 3

П85

Граз Граз

368 180

Г10 Г6

Гр2 Гр2

Граз Граз

180 360

Г6Г10

Гр 2 Гр 3

П96 П92

Граэ Граэ

360 360

Г6 Е10

Гр2 ГрЗ