Лигатура для получения чугуна с шаровидным графитом

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам лигатур для получения высокопрочного чугуна. Цель изобретения - улучшение ее дробимости за счет повышения однородности распределения магния без увеличения потерь при дроблении. Лигатура содержит магний, медь, марганец, редкоземельные металлы (РЗМ), кремний, углерод, железо, фосфор, хром и никель при следующем соотношении компонентов, мас.%: магний 14 - 18

медь 20 - 40

марганец 1 - 5

РЗМ 0,3 - 1,5

кремний 0,2 - 1,0

углерод 0,05 - 3,0

железо 0,1 - 1,0

фосфор 0,2 - 1,5

хром 0,2 - 3,0

никель остальное. Дополнительный ввод в состав лигатуры фосфора и хрома обеспечивает более равномерное распределение в ней магния и повышает в 1,5 - 2,0 раза ее дробимость за счет сужения интервала кристаллизации лигатуры и формирования в ее структуре хрупкой легированной хромом фосфидной эвтектики. 2 табл.

А1

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (д1) 4 С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l а

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ П.(НТ СССР

1 (21) 434051 1 /23-02 (22) 05.11.87 (46) 15. 12.89. Бюл. kt 46 (71) Научно-исследовательский институт автотракторных материалов и Мелитопольский завод "Автоцветлит" им. ХХЧТ съезда КПСС (72) А.Д. Шерман, Б.И. Ушерович, Ю,.П. Прозоров, В.Н. Руднев, Б.С. Вершков и Д.Е. Нестеренко (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 831847, кл. С 22 С 35/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 910824, кл. С 22 С 35/00, 1978. (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА

С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к составам лигатур для получения высокопрочного чугуна. Цель изобретения — улучшение ее

Изобретение относится к металлургии, в частности, составам лигатур для получения чугуна с шаровидным графитом.

Цель изобретения — улучшение ее дробимости за счет повышения однородности распределения магния без увеличения потерь при дроблении.

Указанная цель достигается тем, что лигатура, содержащая магний, медь, марганец, редкоземельные металлы, кремний, углерод, железо, никель дополнительно содержит фосфор и хром при следующем соотношении компонентов, мас.%:

2 дробимости за счет повышения однородности распределения магния беэ увеличения потерь при дроблении. Лигатура содержит магний, медь, марганец, редкоземельные металлы (РЗМ), кремний, углерод, железо, фосфор, хром и никель при следующем соотношении компонентов, мас.Х: магний 14-18; медь 20-40; марганец 1-5; РЗМ 0,31,5; кремний 0,2-1,0; углерод 0,053,0; железо 0,1-1,0; фосфор 0,21,5; хром 0,2-3,0; никель остальное.

Дополнительный ввод в состав лигатуры фосфора и хрома обеспечивает более равномерное распределение в ней магния и повышает в 1,5-2,0 раза ее дробимость за сче: сужения интервала кристаллизации лигатуры и формирования в ее структуре хрупкой легированной хромом фосфидной эвтектики.

2 табл.

Магний 14-18

Медь 20-40

Марганец 1-5

РЗМ 0 3-1,5

Кремний 0,2-1,0

Углерод 0,05-3вО

Железо 0,01-1iO

Фосфор 0,2-1,5

Хром 0,2-3,0

Никель .Остальное

Хром и фосфор в лигатуре данного состава обеспечивают уменьшение ликвации магния при кристаллизации слитка, повышение его однородности эа счет повышения температуры начала кри1528807 сталлизации и сужени. - нтервала,.ристаллизации. Кроме того, образующаяся при кристаллизации хрупкая легированная хромом фосфидная эвтектика улучшает дробимость лигатуры даже при повышенном содержании в ней меди без увеличения потерь от образования мелочи.

При содержании хрома и фосфора ниже нижнего предела количество фосфидной эвтектики недостаточнодля существенного улучшения дробимости и уменьшения ликвации магния. При содержании хрома и фосфора более верхнего предела при дроблении имеют место большие потери лигатуры.

Ввод магния в состав лигатуры обусловлен ее основным назначением— получением шаровидного графита за счет усвоения магния чугуном. Выбранные пределы содержания магния обеспечивают сочетание его хорошего усвоения из лигатуры чугуном и минимальньгй расход лигатуры, содержащей дефицитные и дорогие никель и медь.

При содержании магния более 207 ухудшается его усвоение чугуном.

Нри содержании магния менее 147 необходимо увеличивать дозу лигатуры вводимой в чугун увеличивая расЭ t

30 ход никеля и меди.

Марганец улучшает дробимость лигатуры. Однако увеличение его свыше

5Х приводит к веобхосиг сти вводить в расплав металлический марганец, который плохо рас - "гнется, что удлиняет35 время плавки, т.е. у." . шает технологичность лигатуры. Снижение содержания марганца в лигатуре менее 17 ухудшает дробимость.

Кремний и железо улучшают дробимость лигатуры. Но их содержани свыше 1Х требует ввод в шихту железа и кремния, что нетехнологично и неэкономично (лигатура выплавляется из отхо45 дов сплавов манганнна, хромеля, алюмеля). Содержание кр мния менее 0,2Х и железа менее 0,1Х требует применения чистых первичных материалов в шихте, что также неэкономично, а эффект их при этих содержаниях мало заметен.

Углерод 0,05-3,07. улучшает дробимость и жггдкотекучесть расплава лигатуры, снижает температуру плавления.

Получение в лигатуре свыше ЗХ углерода нетехнологично, усвоение углерода низкое и удлиняется плавка. Пои содержании углерода менее 0,057. Ухудшается жидкотекучесть.

Редкоземельные металлы в количестве 0,3-1,5Х в лигатуре обеспечивают нейтрализацию примесей-деглобуляризаторов в чугуне (Рв, Ti) попадающих из шихты. При более низком их содержании в лигатуре они мало эффективны, при более высоком в структуре чугуна образуется цементит, что недопустимо.

Медь в лигатуре в количестве 2040Х обеспечивает ввод с лигатурой в чугун 0,2-0,4 меди, которая повышает усталостную прочность коленчатых валов, отливаемых из чугуна обработанного лигатурой. При меньшем содержании меди в лигатуре содержание ее в чугуне ниже требуемого, при большем — ухудшается форма графита в чугуне °

Выплавка лигатуры ведется в индукционной печи емкостью 150 кг. Шихтовые материалы: магний металлический марки

МГ95; манганин марки МНЖМц10-1-1, алюмель марки НМцАК2-2-1, хромель марки НХ9, никель металлический марки Н2, цериевый мишметалл марки МЦ40.

Все материалы кроме МЦ40 загружают в тигель: на дно магний, сверху — остальное, расплавляют, перегревают до

1450-1500 С, сливают в ковш, вводя на струю МЦ40 °

Составы лигатур приведены в табл.1.

Перегретый до 1500 С расплав лигатур сливали в изложницы 100х100х600мм.

Перед сливом из тигля печи брали пробу расплава для химического анализа. После кристаллизации и полного охлаждения слитка оценивали его дробимость.

От верхней и нижней части слитка отбирали пробы лигатуры для определения содержания магния. После этого слиток додрабливали до кусков не более 50 мм, отсеивали мелочь и пыль на сите с ячейкой 5х5 мм и определяли количество мелочи.

Для додрабливания лигатуры, разбитой на куски кувалдой, ее пропускали через щековую дробилку со щелью

50 мм.

Результаты рассева представлены в табл. 2.

Характеристикой дробимости является длительность дробления слитка ли1 гатуры каждого состава.

Результаты исследования представлены в табл. 1,2.

Из табл. 2 видно, что предлагаемая лигатура более однородна по со5 15 держанию магния (меньше ликвация магния в слитке), в 2 раза лучше дробится, при ее дроблении образуется мало мелочи.

28807 6 увеличения потерь при дроблении, она дополнительно содержит хром и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Магний 14-18

Медь 20-40

Марганец 1-5

Кремний 0,2-1,0

Железо О, 1-1,0

Углерод 0,05-3,00

РЗМ 0,3-1,5

Хром 0,2-3,0

Фосфор О, 2-1,5

Никель Остальное

Формула изобретения

Лигатура для получения чугуна с шаровидным графитом, содержащая магний, медь, марганец, кремний, железо, углерод, РЗМ и никель, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью улучшения ее дробимости за счет повышения однородности распределения магния без

Таблица 1

Содержание, мас.Х в лигатуре

Элементы

Предлагаемая!

Запредельные составы

Известная

3 4 5 6 7

1 2

14

0,2

0,1

0,05

0,3

0,2

0,2

Остальное

15 14

35 35

11 1

9,5 0,5

18 31,5

1 1

0,5 0,5

16,5

Магний в слитке

17

15,2 17,5

12,2 14,3

19 17,5

15,8 13,5

17 16,3

12,5 12,3 верх низ

Таблица 2

Мелочь, Лигатура Масса слитка, Масса мелочи, кг кг

Длительность дробления лигатуры, с

7,3

4,37

2,32

3,78

6,05

2,38

4,93

42,0

43 5

45,7

47,2

47,5

47,7

44,8

8

7,8

11

Составитель П. Дудик

Техред А.Кравчук

Корректор О.Кравцова

Редактор М. Недолуженко

Заказ 7617/24 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

Медь

Марганец

Кремний

Железо

Углерод

Р3М

Хром

Фосфор

Никель

16

0,5

0,5

1,5

0,8

1,5

0,6

Эстальное

18 16

40 30

5 3

1 0,5

3 1,5

1,5 0,8

3 0,1

1,5 0,1

Осталь- Останое льное

16

0,5

0,5

1,5

0,8

3,1

1,6

Остальное