Брикет для модифицирования чугуна
Изобретение относится к металлургии. С целью повышения упругопластических свойств обрабатываемого сплава брикет для модифицирования, содержащий силикобарий, стальную дробь, железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру и алюминий, дополнительно содержит карбиды кремния, бориды иттрия и цинк при следующем соотношении компонентов, мас.%: силикобарий 5-16 лигатура ЖКМК 35-55 стальная дробь 2-10 карбиды кремния 3-18 бориды иттрия 3-10 цинк 3-7 алюминий 3-20. Брикет вводят в чугун в количестве 0,28% от массы расплава. 1 п.ф-лы, 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК..,SU„„ l5tt78
А1 (51) 4 С 22 С 35/00, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4330089/31-02 (22) 16.09.87 (46) 07.09.89. Бюп. Р 33 (71) Гомельский политехнический институт (72) М.И.Карпенко, 10.Г.Митрошкин, Я.С.Резник и Д.Н.Каржов (53) 669.18(088.8) (56) Патент Франции У 2224266, кл . С 21 С 1/08, 1973.
Авторское свидетельство СССР
11 1002362, кл . С 2 1 С /08, 1983.
Авторское свидетельство СССР
Р 1109442, кл . С 21 С 1/08, 1984. (54) БРИКЕТ !1ЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству высокопрочных чугунов.
Наиболее бли з ким к пр едлагаемому является брикет для модифициро" вания чугуна следующего химического состава, мас.7:
Силикобарий 10-20
Железо-кремний-магний-кальциевая лигатура 35-55
Стальная дробь 20-30
Алюминий Остальное
Расход брикетов составляет 1,8Х от массы расплава. При модифицировании чугуна, содержащего, мас.7: углерод 3,5-3,7; кремний 2, 1-2,3; марганец 0,5-0,6; сера 0,05-0,10; фосфор 0,10-0,14; иsвестный модификатор обеспечивает в отливках следующие механические свойства: пре2 (57) Изобретение относится к металлургии. С целью повышения упругопластических свойств обрабатываемого сплава брикет для модифицирования, содержщаий силикобарий, стальную дробь, железо-кремний-магнийкальциевую лигатуру и алюминий, дополнительно содержит карбиды кремния, бориды иттрия и цинк при следующем соотношении компонентов, мас.Ж: силикобарий 5-16; лигатура
ЖКМК 35-55; стальная дробь 2-10; карбиды кремния 13-18; бориды иттрия 3-10; цинк 3-7; алюминий 3-20.
Брикет вводят в чугун в количестве
0,287. от массы расплава. 2 табл. дел прочности при растяжении 350—
446 MIIa относительное удлинение
О, 5-4, 9X . Форма графита в чугуне преимущественно вермикулярная, содержание шаровидных включений графита до 303, количество графит ных в кл ючений до 80 на 1 см . Недостатком этого брикета является нестабильЖ ность структуры и свойств обрабатываемого чугуна в отливках.
Цель изобретения — повышение количества графитных включений и упругопластических свойств чугуна.
Поставленная цель достигается тем, что брикет для модифицированил чугуна, содержащий силикобарий, железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру, стальную дробь и алюминии, дополнительно содержит карбиды кремния, бориды иттрия н цинк при сле1505978
15
25
j0 т
cкп: с
> >. t-t > O
:Тj)yi г
Блот
ТР 1П<П> увели чество < .(y> y!1<3 дующем соотно>пеш>и кor»>0>ie»>o>3, л(лс.%:
Силикоблрий 5-16
Же3> ез о-кр емш>й-М.П ПИ!(-1(ЛЛЬШ>ЕВЛЯ лиглтурл 35-55
1(лрбпды крелп>ия i 3-18
1. орпды иттрпя 3-10
Стальная дробь 2-10
Цшпс 3-7
Лл(ол>и ш> и 3-20
Доно<пи(тельное введение карбида кре(шпя увеличи>>лет грл<)>п>из>>ру(ощу!о и стлби»нзп<>у(о>1>у(о спосс 6»ость брикет;l повьнплет трецпностой>кocть, колпчес I >зо ? j>a<13>!TOE>(>х вк>поч< >п и и
1L 1;>СТИЧI!ест Ь г(УГylt1., гл)361:! >? > 1;POI IJIII;1 13!!Оснт >3 Рflclt:lс(п г
ЛКТПI<Н?? 3 . i;lP <311, Ы((11 >(РИС Тг>Л?И(3;1 IUIII (S i(,), Я«П<ЮЬГПЕСг! УСтО>ГН»3>,(>О(>!Pi>
<3(И10:(!»(О«(<ВГ<ГДЕРж> С РЛСПЛЛНЛ ПРН тЕМрлтур;.. Ä<>o 1500" С и способству(о .!3 l c > I f3 .t< - t ü÷0 J >I! io Г тpyктуры<<. 1)рп О 1 Ол(i< 6< t il ?;<>Ol!1(11» )3 1 cходуется JI 1 р 1с
tt tI .г!Л JI ЧЛC Ei t>(0 а(<(< <" AIJ(I— т,.". i0 = г i + C), образуя лктti>3ttt tt;t<3 J ! р(1 и п(злц>н>, el>< ñ обствуя ч; . <:,t ttit t! >(. (J>yI ощег о o ТЛ 1(; 1<(1!?101(ИЮ УПРУ- litt»,ic (Пг!Сt. 1«11 .i. . 3 ч,г> ) lit>, К .Jj) f)ii il 1,()
3, с>с ti сl:ОССЙИ с, !а(г<, <:еl> < i-.-Ji:t 11(3 i t >i tiо>(ЕСг г<3;И J, ° П t l!Lt< г ii С О <,:Я JJOJ!i . i lг" i "г <, 1. <, р(,(, Jjilf i,<3ti >ttt!t;,:jifiii it 3
> г 1<,1) f ill 1 °" I г:tli С <П IC C? (Е C.! j><3>, t . ш!я lo:t,lc. o) обуслов Ieil снпже??110:1 >г.> д<,о-. е>:; (ос!и (! Тр . щ(« С-. 011>,г> <и . Jill 603 et ВЫСОК;;:.:; 3<(1<, итР лЦ1!>? < г!то с l!и .г <>т стл 6 i;(l l! т < v РУ(<> .: С>П (ЕC ti. "1301ICT< . 1> !ды пттри> спс<со<6ст(>у(от пзМС г<Г, 10>И<и «ГЕТЕРОГЕНИЗадпи СТРУКгуры (у«упл,предотвп1ща<от <36;>л зо!>а>:Il O 1 p ii ITR cl»0! Eti>! > !! СПСЧI! (< 3 От ИОВЫ (ЕНИЕ tt ",J!110>i ВГ! ЗК<3 Р<гюи><ОСтай>:Or Z > Г Лr>r"Г.(ЧЕi 01(С," г<, iJpi f С<.,г ett,г <г г 1 6 >f,tC °",tt: i3t3t1, ti IС НЛ. If <313<1! С Г l! Л Ч г(гг Нг(С>. >ЗЫ : i: «JJt! rLtt-,но л (It 13 отличие от механизмов действия кар6пдов кремния Il 6оридов иттрия, СС.>Да(<<1(>ИХ ДОПОЛ>нгГГЕЛЬНЫЕ ЦЕНТРЫ кр!!с E 1>>лизации и обеспечивающих при при>(ятых 13 брикете их концентрациях > р;1<11>!Тизиру>ощее влия>(ие на чугун, цп>пс оказывает отбе:>ивающее влияш>е, является поверхностно-активным л!Оци<)>и>слторол>, обеспсчива>ощим в процессе кристлл?н>злции чугуна обJ>a.3овлние нл поверхности неметал3 » > t? Е С 1>И Х L< ><. »O >foll>JeIi (J>L3 t>ft:> и 6p3>J . те более 7 мас .% >;пнкл tt .3;(<зл .>угу
<31 llж 1 tii ГГ I У. >Р У Гс .. < ". Tl> i ссlсl е с ЗОЙ с 1:1. Пр:! тс у,>ll>llfi,,>ется егÎ взаИ. . СС<Е>лот>>и с С I. и <» ..!, 1(Л IЬЦИЕМ, бар (<м, !тс с< иж:ет компактность rpatj. 1l г;1 II увеличивает содержание неметЛ. (; ПЧ. CJ«(; ВК>(>Ог!ЕПП>! В >yt yJ>e. )1р .1 <. —, с.р;клш>и tt>f!>Jfа монсе 3% пониж;п,<(<.я пластические свойства чугуна. :. l"33.3"(ини>(в коли >естве 3-20 млс.%. сftt ",t(<à 6;>It>>QT<1 Ок; зьшлет рлскисляtr!t t " II:. рс(<<>птизпру!ощее влияния,,, 3 >6с тпует и <вь>?!Зепи(о технологиче< г< 1 °; Ji ПРyl ОП.IОСТИЧС Cl >IÕ СВОЙСТВ У.УПЛ. Е;-,< J(OÍÖC>ITP1Ö»» ПРПНЯта OT < . Р?1, .>;;:;11!((я в < «О,! I »:": . >)срх>шй прсдеч ко»центра;.:1(? г . <ю"- i>:.:ш в 6p!>кете ограничен г.г,t р:?;!!I!f< (?О млса%),tit.!!!>е котоу< i?>п>?>лстся пс>ен>(006разование, (li i 3 е t С>! >(OP! ic TÎCT Ii Г НнжаlоТСЯ г;>Р.>;>НОС 1 <, r >PÓt(q yP!-l 1505978 45 неметаллических включений и снижаются упругопластические свойства, А при концентрации силикобария до 5Х количество графитных включений 5 и механические свойства чугуна низкие. Стальная дробь снижает количество графитовых включений в чугуне и его пластические свойства, поэтому ее содержание ограничено концентрацией в брикете 10Х, выше которой снижаются упругопластические свойства чугуна в отливках. Лигатура ЖКМК в количестве 35-55Х оказывает сфероидизирующее влияние на графитовые включения, повышает их количество и упругопластические свойства чугуна. При концентрации лигатуры ЖКМК в брикете до 35Х мо- 20 дифицирующий эффект и упругопластические свойства низкие, а при концентрации ее более 55Х увеличивается пироэффект и снижается однородность структуры и свойств чугуна в 25 отливках. При раздельном и последовательном введении компонентов модификатора в чугун снижаются их усвояемость, стабильность получаемой структуры и упругопластических свойств чугуна в отливках. При проведении испытаний используют брикеты предлагаемого состава в виде плиток 50х30х20 мм, полученные из измельченных и перемешанных исходных материалов фракций от 50 мкм до 2 мм, полученных гидростатическим прессованием на прессах при удельных давлениях 450-500 МН/м . Брикет присаживают «а дно литейного ковша емкостью 1,5 т в количестве 0,28Х от массы заливаемого чугуна. Продолжительность выдержки чугуна для получения стабильных результатов 0 5-1 мин. Опытные плавки чугунов проводят в индукционных печах с использованием чугунного и стального лома, литейных чугунов, карбюризатора и 50 ферросплавов. Выпуск угуна в литейный ковш емкост> 10 1 5 т провоо дят при 1400-1450 С. На дно ковша присаживают брикеты для модифицирования чугуна в количестве 0,28Х от массы расплава. Продолжитель55 ность выдержки чут уна в ковше О, 5-1 мин. Валиику модифипированного распла >а произв >дят в песчаФормула изобретения Брикет для модифицирования чугуна, содержащий силикобарий, железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру, стальную дробь и алюминий, отличающийся тем, что, с целью повышения количества графитовых включений и упругопластических свойств чугуна, он дополнительно содержит карбиды кремния, бориды иттрия и цинк при следующем соотношении компонентов, мас .7о Силикобарий 5-16 Железо-кремний-магний-кальциевая лигатура Карбиды кремния Бориды иттрия Цинк Стальная дробь Алюминий 35-55 13-18 3 — 10 3-7 2-10 3-20 но-глинистые формы отливок и технологических проб. В табл.1 приведены химические составы брикетов для модифицирования чугунов опытных плавок, В табл.2 представлены механические и эксплуатационные свойства модифи дрованных чугунов опытных плавок. При использовании предлагаемого брикета для модифицирования составов 2, 3 и 4 форма графита в чугунах преимущественно шаровидная (85-90Х), а при использовании брикета состава 1 — вермикулярная (70X) и шаровидная (до 30Х). Производят ковшевую обработку брикетами для модифицирования чугунов, содержащих, мас ° Х: углерод 2,9-3,1; кремний 1,7-1,9; марганец 0,3-0,5; хром до 0,06; никель до 0,1: сера до 0,06; фосфор 0,05-0,1 и железо — остальное. Расход брикета модификатора составляет 0,28Х от массы расплава, а брикета 1 1,8Х от массы расплавленного чугуна. Заливку чугуна проводят в сухие формы. Как видно из табл.2, предлагаемый брикет для модифицирования чугуна обеспечивает более высокие упругопластические свойства чугуна. Экономический эффект достигается за счет снижения расхода модифицирующего брикета и повышения механических и эксплуатационных свойств. 1505978 Таблица 1 Состав Содержание в брикете, мас.X Расход брикета, и от массы модифицируемоro чугуна Стал ьСиликобарий Лигатура ЖКМК Цинк Бориды иттрия Алюминий ная дробь 1 (из» вестный) 10 2 16 3 10 4 5 35 3 3 45 5 6 55 7 10 13 16 Таблица 2 Повышение вязкости Удар нвя вязкость Дж/см разрушения,Х 1 (из» вестный) 451 2 529 3 552 4 585 Составитель Е.Архипенкова Редактор М. Бланар Техред М. Ходанич Корректор В.Кабаций Заказ 5393/27 Тираж 576 Подписное BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/S tt tl Производственно-издательский комбинат Патент, r.Óærîðîä, ул. Гагарина,10! Состав брикета Предел прочности IIpH растяжении, ИПа Относительное удлинение, Й 4,9 10,6 11,4 12,2 Повышение трещнностойкости чугуна, Х 34,3 38,0 Карбиды кремния Ст вбил ь" ность жидкотекучести, Х 71 86 89 15 13 56 83 88 20 2 24 1,8 0,28 0,28 0,28 Количество графитовых включений на 1 см 78 506 532
