Модификатор

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к составам модификаторов для высокопрочных чугунов с шаровидным графитом. Цель изобретения - повышение физико-механических свойств чугуна и усвоения магния. Модификатор содержит, мас.%: магний 3-7

железо 50-75

РЗМ 0,4-1,6

фосфор 0,2-0,4

углерод 2,1-3,0

алюминий 0,2-1,0

кремний 0,2-1,5

никель остальное. Использование предложенного модификатора позволяет повысить прочность на разрыв до 63 кг/мм<SP POS="POST">2</SP>, относительное удлинение до 14,5%, усвоение магния до 92%. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (и) (51) 4 С 22 С 35 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

И д BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4365857/23-02 (22) 19.01.88 (46) 07.08.89. Бюл. У 29 (71) Производственное объединение

"Камский тракторный завод", (72) Э.Н.Корниенко, Н.И.Бех, В.В.Супруненко и Т.В.Шамина (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 235966, кл. С 22 С 35/00, 1986. (54) МОДИФИКАТОР (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к составам модифиИзобретение относится к металлургии, к созданию новых модификаторов цля высокопрочного чугуна с шаровидным графитом..

Цель изобретения — повышение физико-механических свойств чугуна и усвоения магния.

Модификатор содержит железо, РЗМ", фосфор, углерод, алюминий, кремний и никель при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Marний 3-7

Железо 50-75

Р3М 0,4-1,6

Фосфор 0,2-0,4

Углерод 2,1-3,0

Алюминий 0,2-1,0

Кремний 0,2 — 1.,5

Никель Остальное

Магний, входящий в состав модификатора, обеспечивает сфероидизацию графита, за счет чего повьппаются мекаторов для высокопрочных чугунов с шаровидным графитом. Цель изобретения — повышение физико-механических свойств чугуна и усвоения магния. Модификатор содержит, мас.Е: магний 3-7; железо 50-75; РЗМ 0,4-1,6 фосфор 0,2-0,4; углерод 2,1-3,0; алюминий 0,2-1,0; кремний 0,2-1,5; никель остальное. Использование предложенного модификатора. позволяет повысить прочность на разрыв до

63 кг/мм, относительное удлинение до 14,5Х, усвоение магния до 92Х. ,2 табл. ханические свойства высокопрочного чугуна.

Содержание магния в модификаторе предлагаемого состава менее ЗЖ снижает реакционную способность магния, что приводит к усвоению магния чугуном после растворения одновременно загружаемого в ковш графитиэирующего модификатора (753 ферросилиция), а зто приводит к снижению механических свойств высокопрочного чугуна.

Содержание магния выше 77 приводит к снижению усвоения магния из-за уменьшения удельного веса модификатора и, в связи с этим, к всплытию его на поверхность жидкого чугуна при обработке.

Более низкое содержание никеля в предлагаемом модификаторе, по сравнению с известным, приводит к наличию слабо связанных соединений магния с

3 l 4988 другими элементами по сравнению с соединением Ni Mp, находящемся в из.— вестном модификаторе. Поэтому, несмотря на низкое содержание магния в предлагаемом модификаторе, по сравнению с известным, обеспечивается высокая реакционная способность предлагаемого модификатора.

Железо в модификаторе, как и ни,кель, предназначается для снижения

;скорости парообразования магния, и, ,как следствие, повышается его усвоение при обработке чугуна.

Содержание железа ниже 50% в пред- 1 ,лагаемом модификаторе приводит к его

:удорожению без улучшения технологи,ческих параметров. Содержание желе1 за выше 75% приводит к увеличению угара магния при выплавке модифика- 20

1 тора предлагаемого состава.

Редкоземельные металлы (в частности церий) нейтрализуют элементы антиглобулизаторы при модифицирoBании высокопрочного чугуна.

Содержание РЗМ в модификаторе менее 0,4% может вызвать получение пластинчатого графита и снижение механических свойств чугуна. Содержание редкоземельных металлов выше

1,6% может привести к появлению цементита в структуре высокопрочного чугуна, что повышает твердость и ухудшает механическую обработку высокопрочного чугуна °

Фосфор вводится в составляющий, модификатор — железоуглеродистый рас(! плав, при BbIlIJIBBKp модификатора для повышения его литейных свойств.

При содержании фосфора в предлагаемом модификаторе менее 0,2% его влияние на литейные свойства не обнаруживается. Содержание фосфора бо, лее 0,4% приводит к появлению в высокопрочном чугуне фосфидной эвтектики и, соответственно, к снижению ударной вязкости чугуна.

Содержание углерода в модификаторе в пределах 2,1-3,0% определяется областью содержания углерода в составляющей модификатора — железоуглеродистом сплаве, ограничение по углероду которого связано с недопустимостью перегрева железоуглеродистоа го расплава выше температуры 1300 С.

С целью оценки эффективности модификаторов были проведены опытные плавки с использованием известного и предлагaeMoro модификаторов.

Химические составы полученных модификаторов приведены в табл.

При этом модификатор предлагаемого состава получают в индукционной печи с основной (магнезитовой) футеровкой расплавлением шихты, состоящей из чугуна ЛК-1, феррофосфора, магнийалюминиевого сплава, чернового никеля и мишметалла с последующей гомогенизацией расплава в течение

40 7 мин и разливкой в чугунные изложницы, В табл. 1 состав 1 соответствует известному модификатору, а составы

2-4 предлагаемому модификатору.

Выплавку чугуна производят в индукционной печи ИСТ-016 с кислой футеровкой. Модификатор помещают в ковш и заливают жидким чугуном подогретым до 1530 С в количестве 0,8% о

50 от веса расплава как при использовании модификатора известного состава, так и при использовании модификатора предлагаемого состава. Во всех спы55 тах в ковш вместе с модификатором загружают ферросилиций ФС-75 в количестве 0,8%. от веса чугуна.

Свойства модифицированного чугуна приведены в табл. 2, Алюминий в сочетании с кремнием, в модификаторе используется в каче стве раскислителя высопрочного чугу12 и

ta, при этом прекращается окисление магния и, соответственно, повышается глобулизирующий эффект модификатора.

Кроме того, алюминий и кремний в заявляемых пределах .оказывают ферритизирующее действие на структуру высскопрочного чугуна. При содержании алюминия и кремния менее 0,2% каждого их влияние на свойства чугуна не обнаруживатеся.

При содержании алюминия выше

1,0% нарушается сферическая форма гзафита. Содержание кремния выше

1,;; в сочетании с алюминием в заяв-ляемых границах не приводит к дальнейшему повышению раскисляющей спо-. собности и ферритизирующего действия модификатора. Кроме того„ дальнейшее увеличение содержания алюминия., как и кремния, вызывает снижение удельно-. го веса модификатора, а, соответст-. венно, и снижение усвоения магния чугуном.

1498812

Сравнение физико-механических свойств чугуна обработанного предлагаемым модификатором с известным показывает, что предлагаемый модификатор позволяет получить чугун с более высокими свой: †;.вами. Кроме того, усвоение магния у предлагаемого модификатора значительно выше, чем у известного.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить физико- механические свойства чугуна, улучшить условия труда рабочих и снизить себестоимость отливок иэ высокопрочфор, углерод и никель, о т л и— ч ающий - я .тем, что, с целью повышения физико-механических свойств чугуна и усвоения магния, он дополнительно содержит алюминий и кремний при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

3-7

50-75

Магний

Железо

Редкоземельные металлы

1 0,4-1,6

0,2-0,4

2,1-3,0

Фосфор

Углерод

15 ного чугуна.

Формула и э о б р е т е н и я

Модификатор, содержащий магний, железо, редкоземельные металлы, фосАлюминий

Кремний

Никель

О, 2-1,0

О, 2-1,5

Остальное

Т а б лица 1

Состав плавок модификатора

Компоненты

12,5

42,0

1,2

0,75

2,3

3,0

75,0

0,4

0,2

2,1

0,2

0,2

ОстаньОстальное ное

Таблица 2

Состав пла Прочность Относитель- Усвоение Количествок модифи на разрыв, ное удлине- магния, 2 во перликаторов кг/мм ние, Е та, Ж

49,0

62,0

63,0

62,0

53

92

84

11,0

12,4

12,2

14,5

15,0

10,0

10,0

8,0

Составитель И.Бекренева

Редактор Г.Волкова Техред M.Ходанич Корректор,М.Шароши

Заказ 4518/21 Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г..Ужгород, ул. Гагарина, 101

Магний

Железо

РЗМ

Фосфор

Углерод

Алюминий

Кремний

Никель

5,0

62,0

1,0

0,3

2,5

0,5

0,8

Остальное

7,0

50 0

1,6

0,4

3,0

1,0

1,5

Остальное