Способ модифицирования чугуна

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„.SU„„1330164 (sg 4 С 21 С 1/00, 1/08 зсюсонц цу ,;„„13 * И ПОТЕКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4067494/31-02 (22) 27.03.86 (46) 15.08.87. Бюл. Ф 30 (71) Днепропетровский металлургический институт им. Л.И.Брежнева (72) О.В.Пузырьков-Уваров, В,И.Комляков, А.В.Вихров,Л.Н.Вершинина, P.Х.Гималетдинов,И.Е.Лев,Б.Г.Лазарев, В.Т.Калинин и Т.С.Скобло (53) 669 ° 13.018.255(088.8) (56) Леви П.И. Азот в чугуне для отливок. М.: Машиностроение, 1964, с.172.

Авторское свидетельство СССР

У 551371 кл. С 21 С 1/00,1976, (54) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к способам модифицирования чугуна и может быть использовано при получении прокатных валков. Цель изобретения— повышение прочности и ударной вязкос- ти при сохранении твердости. Сущность изобретения состоит в том, что азот и бор вводят в различные порции чугуна, которые затем смешивают перед заливкой. При этом содержание азота и бора в чугуне выдерживают в соответствии с выражениями N = --1,3 В +

+ (0,006 - 0,015) и 0,004 В (0,5 х

«10 Т „„- 1,2 10 T + 0,72), где

N  — остаточные содержания азота и бора, мас.Х, Т „ — температура заливки чугуна, С, Чугун для валков имеет следующие свойства 6 „ 54 ° 7-, ф

59,6 кг/мм2, с(н 0,24-0,34 кгм/см твердость по Шору 51-54. 1 ил.1 табл.

1330164

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам моднфицирования чугуна тугоплавкими микродобапками и может быть исполь. с

5 зовано при получении ответственных отливок типа валков, Цель изобретения — повьппение прочности и ударной вязкости при сохранении твердости. 10

На чертеже приведена зависимость изменения растворимости нитрида бора в жидком чугуне в зависимости от температуры расплава и содержания в нем бора, 15

При создании изобретения были использованы следующие теоретические положения и экспериментальные данные.

hop и азот повьшиют термодинами- 20 ческую активность углерода в жидком чугуне, снижая его растворимость в расплаве.

Образующиеся в процессе кристаллизации тугоплавкие частицы нитрида 25 .бора обладают кристаллографическим ,г одобием с графитом и являются вследствие этого подложками для кристаллизации его включений.

Избыточный азот, обладая сильными поверхностно-активными свойствами, тормозит рост кристаллов графита.

Обработка отдельных порций бором и азотом гомогенизирует расплав по этим элементам и обеспечивает одина35 новые свойства во всех сечениях валков, особенно по их высоте.

Определенное соотношение между азотом и бором с учетом величины температуры заливки позволяет исключить 4 образование нитрида бора в жидком чугуне, что предотвращает выделение крупных включений графита (область

I на чертеже) °

Способ модифицирования чугуна включающий введение в расплав бора и азота, отличающийся тем, .что, с целью повьппения прочности и ударной вязкости при сохранении твердости, бором и азотом обрабатывают различные порции жидкого чугуна, которые затем смешивают перед заливкой, причем содержание азота в чугуне составляет N = 1,3 В + (0,006.—

0,015), а содержание бора устанавливают в следующих пределах

-1,2.10- Т,.+ 0,72), 0,004 < В < (0,5.10

Зал

При снижении температуры чугуна после заливки его в литейную форму создаются условия для выделения мелкодисперсных включений нитрида бора, создающих эффект, аналогичный тому, который имеет место при суспензионно,"=, литье.

Изобретение иллюстрируется примерами, результаты выполнения которых приведены в таблице.

Л индукционной печи промышленной час..тоты ИЧТ--6 выплавляют 7 т чугуна

1 следующего состава, мас.%: С 2,44, Si 0,76, Мп 0„52, P 0,22, S 0,06, Cr 0,96, Ni 0,52.

Перед выпуском в ковш вводят ферробор марки ФБ-10. Одновременно в вагранке выплавляют 11 т чугуна, имеющего состав, мас.%: С 3,42, Si 0,94, Мп 0,55 P 0,20, S 0,21, Cr 0,11, Ni 1,61, Азот вводят в ковш в виде азотированного феррохрома марки ФХН100А (6,4% N). Чугун используют для отливки прокатных валков исполнения СПХН-45. Составы чугунов приведены в таблице. Там же приведены свойства чугунов. При содержании избыточного азота менее 0,006% механические свойства чугуна снижаются вследствие увеличения дифференцированности перлита, а при содержании азота более

0,015% — вследствие появления газовых дефектов и роста количества цементита в структуре чугуна, при содержании бора менее 0,004% вследствие слабого модифицирующего эффекта снижаются свойства чугуна и резко падают при содержании бора, превьппающем его значение, соответствующее пределу растворимости, и нитрида бора в жидком чугуне вследствие образования крупных карбидов (см. чертеж).

Анализ механических свойств грунтов, выплавленных на основе известного и предлагаемого способов, показывает, что разработанный способ поз воляет одновременно использовать преимущества процессов легирования, суспензирования и модифицирования чугуна, что приводит к существенному повышению его прочности и ударной вязкости, что обуславливает увеличение срока службы отливок.

Ф о р м у л а изобретения

1330164 где N  — содержание бора и азота, мас.Ж:

T»„— температура заливки металла в формы, С, Номер плавТемпеУдарная вязкость ратура заливки

0С ки чугуна, кгм/см ного азота, мас.Ж

О,!8

О, 008.О, 0104

47,2

1330

0,002

О, 016

57,7

0,18

0,0186

1330

3 О;004

О, 0172 0,015

0,28

1330

55,5

О, 0138 О, 006 1330

0,25

59,6

О, 0214 О, 011

1330

0,29

55,4

Ов 010 Ою 0170

0,20

49-, 8

0,004

1330

1380

О, 002

0,21

49,3

О, 0066 О, 004

0,0162 0,011

8 0,004

9 0,010

0,34

1380

59,3

О, 0280 О, 015 1380

0,0268 0,006 1380

54,7

0,26

0,016

10

54,9

0,24

11 О, 018 О, 0404 О, 017 1380

52,1

0,18

1 (прототип)

Содержание бора, мас .7.

0,006

0,008

Содержание азота,мас.7.

Содержание избыточПредел прочности чугуна на изгиб, ger/

Твердость по Шору, ед.

13301б4 Ь ап4

4

4 РЮ ф

/АР

17й

1ЮЮ 1МУ 7 С

Составитель А.Османцев

Редактор Н.Киштулинец Техред Л,Сердюкова, Корректор Л.Бескид

Заказ 3541/27 Тираж 549

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