Модифицирующая смесь
Изобретение относится к металлургии, а именно к модификаторам жидкого чугуна, используемым при производстве отливок из высокопрочных доэвтектических чугунов, обладающих повышенными характеристиками стойкости против многократного удара и предела текучести при изгибе. Цель изобретения - повышение стойкости чугуна против многократного удара. Модифицирующая смесь содержит, мас.%: борную кислоту 15 - 25 окись меди 10 - 17 силикобарий 15 - 23 нитриды кремния 12 - 17 иттрий 11 - 15 карбонитриды циркония 6 - 16 и известковую муку 6 - 12. Использование модифицирующей смеси позволяет увеличить стойкость чугуна против многократного удара на 130 - 220 циклов. 1 табл.
ССЮЭ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1565895 A1 (g1)g С 21 С 1/10, С 22 С 35/00
}
» »
- ъ- i «»Z,»
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ м автои:ком свидите ьствм (54) ИОДИФИЦИРУ}ОЦАЯ СИКСЬ
Окись
10 - 17
12 - 17
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
flPH ГКНТ СССР
1 (21) 4477315/23-02 (22) 26.08.88 (46) 23.05.90. Бюл. }" 19 (71) Производственное обьединение Томсел ьма ш" (72) P Н.Адамович, И.И.Карпенко, ф.И.Титко, Е. И. Иарукович и С.М.Бадюкова (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
}} 749902, кл. С 21 С 1/ОО, 1978.
Авторское свидетельство СССР
Н 1232688, кл. С 21 С 1/10, 1984. (57) Изобретение от .осится к металлургии, а именно к модификаторам
Изобретение относится к металлургии, а именно к модификаторам жидкого чугуна, используемым при производстве отливок из высокопрочных доэвтектических чугунов, обладающих повышенными характеристиками стойкости против многократного удара и предела текучести при изгибе.
Целью изобретения является повышение стойкости чугуна против многократного удара.
Предлагаемая модифицирующая смесь содержит борную кислоту, окись меди, силикобарий, иттрий, нитриды кремния, карбонитриды циркония и известковую муку при следующем соотношении компонентов, мас.
Борная кислота
2 жидкого чугуна, используемым при прбизводстве отливок из высокопрочных доэвтектических чугунов, обладающих повышенными характеристиками стойкости против многократного удара и предела текучести при изгибе. Цель изобретения - повышение стойкости чугуна против многократного удара.
Модифицирущая смесь содержит, мас.3: борная кислота 15 - 25; окись меди
10 - 17; силикобарий 15 - 23; нитри ды кремния 12 - l 7; иттрий 11 - t 5; карбонитриды циркония 6 - 16; известковая мука 6 - 12. Использование модифицирующей смеси позволяет увеличить стойкость чугуна против многократного удара на 130 - 220 циклов ° 1 табл. меди
Силикобарий 15 23
Нитриды кремния
Иттрий
Карбонитриды цирконил 6-16
Известковая мука 6 - 1?
Введение карбояитридов циркония усиливает модифицирующее и упрочняющее влияние смеси, обеспечивает измельчение структуры и графита, повышает упруго-пластические свойства чугуна, способствует стабилизации и повышению стойкости против много1 5650
) кратного удара и эксплуатационных свойств. При концентрации карбонитридов циркония до 6 мас.3 диспераность структуры и графита в чугуне, модифицирующая и упрочняющая способность низкие, а увеличение содержания карбонитридов циркония более
16 мас. повышает содержание неметаллических включений по границам зе, рен, снижает вязко-пластические свойства чугуна, однородность структуры, стабильность механических, свойств чугуна и способность чугуна противостоять многократным ударам.
Иттрий введен как сильный раскис, литель и сфероидизатор графита, повышающий отбел и дисперсность структуры в питом состоянии, упрочняющий структуру и повышающий стойкость чугуна против многократного удара, механические и эксплуатационные свой ства. Его содержание принято от
I1 мас. „ c которого начинает прояв, ляться его сфероидизирующее и упроч- 2 няющее влияние, и ограничено концентрацией 15 мас.3, выше которой повышаются угар и нестабильность стойкости чугуна против многократного удара и механических свойств.
ЗО
Нитриды кремния измельчают структуру чугуна при модифицировании, улучшают компактность структурных составляющих, повышают трещиностойкость, графитизирующую способность, предел текучести, прочность, модуль сдвига и стойкость чугуна против многократного удара. При концентрации нитридов кремния до 12 мас. измельчение структуры и величины стойкости против многократного удара и модуля сдвига недостаточны, а при увеличении нитридов кремния более
17 мас.З увеличивается концентрация неметаллических включений в чугуне, 45 повышается брак по отсеру, что приводит к снижению модуля сдвига, стойкости против многократного удара, пластических и эксплуатационных свойств чугуна.
Известковая мука рафинирует и модифицирует железоуглеродистый расплав, повышая пластические свойства, трещиностойкость, стойкость против многократного удара и модуль сдвига.
При ее концентрации до 6 мас.3 пластические свойства, стойкость против многократного удара и модуль сдвига чугуна низкие, а при концентрации в смеси известковой муки более 12 мас,3 повышается угар компонентов и сни" жаются модуль сдвига, стойкость против многократного удара, предел текучести и эксплуатационная стойкость.
Введение 1О - 17 мас. окиси меди обеспечивает снижение и выравнивание твердости чугуна, повышение графитизирующей способности, литейных свойств; дисперсности и равномерности структуры, что приводит к повышению ударной вязкости, предела текучести, стойкости против многократного удара, модуля сдвига чугуна в отливках после термообработки, При концентра- ции окиси меди менее 1О мас. отмечаются повышение твердости, снижение пластических свойств и модуля сдвига, а при увеличении концентрации более 17 нас.3 увеличиваются ликвация, отсер, неоднородность структуры чугуна в отливках, что приводит к снижению ударной вязкости, стойкости против многократного удара, модуля сдвига и стабильности механических свойств.
Борная кислота в количестве l5
25 мас.i обеспечивает дополнительное модифицирование чугуна бором, ловы" шение графитизирующей способности чугуна и снижение твердости, повышение сопротивляемости ударам, предела .текучести и модуля сдвига. Верхний предел концентрации борной кислоты в смеси ограничен содержанием
25 мас ° .". > выше которого увеличивают" ся неоднородность структуры и герметичность чугуна в отливках, снижаются стойкость против многократного удара, эксплуатационные свойства, мо" дуль сдвига и предел текучести. При снижении концентрации борной кислоты менее 15 мас.й отмечаются низкие xa" рактеристики стойкости против много", кратного удара, механических свойств и степени графитиза ции чугуна .
Силикобарий введен как эффективная раскисляющая, модифицирующая и графитизирующая добавка. При его содержании более 23 мас.1 повышаются угар смеси, неоднородность структуры, стойкость против многократного удара„ снижаются механические свойства. При концентрации силикобария до 15 мас. снижается графитизирующая способность смеси, увеличивается содержание перлита в структуре, что снижает модуль сдвига, стойкость против многократно1565895 6 при модифицировании их известной смесью (состав 1) . Сопоставительный анализ затрат на модифицирование чу гунов графитиэируюцей способности и механических свойств модифицирован. ных высокопрочных чугунов после термической обработки показал, что от использования предлагаемой модифицирующей смеси можно получить значительный экономический эффект. При этом повышаются механические и технологические свойства модифицированных чугунов (трещиностойкость, жидко15 текучесть и др.).
Применение предлагаемой модифицирующей смеси позволит улучшить стойкость против многократного удара, эксплуатационную стойкость и механи20 ческие свойства при одновременном сокращении продолжительности графитизирующего отжига белого чугуна на феррито-перлитный ковкий чугун.
10 - 17
15 - 23 меди
Силикобарий
Нитриды кремния
Иттрий
Карбонитриды циркония
Известковая мука
40.12 — 17
11 - 15
6 — 16
6 — 12
50 го удара, пластические свойства и эксплуатационные свойства.
Пример. Плавки чугунов прово дят в открытых индукционных печах °
Для обработки используют доэвтектические чугуны следуюцего состава, " мас. 3: углерод 2,3 - 2,4, .кремний
1,О - 1,1, марганец 0,3 - 0,4; хром
0,04 — 0,06; сера 0,05 — 0,.06; Фосфор 0,06 — 0,07; железо остальное.
Для модифицирования чугуна используют пять составов предлагаемой модифицирующей смеси и известную модифицирующую смесь в количестве .0,123 от массы чугуна. Модифицирующие смеси изготавливают дроблением иттрия, силикобария, карбонитридов циркония и перемешиванием их с порошками борной кислоты, окиси меди, нитридов кремния и известковой муки. Составы модифицируюцих смесей представлены в таблице.
Из модифицированного чугуна отливают технологические пробы и образцы для механических испытаний р 10—
16 мм.
Технологические свойства модифицированных чугунов определяют на стандартных литых пробах, а механические свойства — на образцах Ф 10
16 мм после проведения термической обработки: нагрев до f60-f80 С, выдержка при этой температуре 3,5 ч, охлаждение до 730 С, выдержка при
720-730 С в течение 4 ч, окончательное охлаждение на воздухе. Общий цикл термической обработки 17 ч.
Стойкость против многократного удара при симметричном изгибе образцов диаметром 10 мм и длиной 100 мм при нагрузке 30 кгс определяют на машине
ТУИ-600. Механические и технологичес. кие свойства модифицированных чугунов приведены в таблице.
Как видно иэ таблицы, чугуны, модифицированные предлагаемой смесью составов 2 — 4, обладают более высокими механическими свойствами, чем
25 Формула изобретения
Модифицирующая смесь, содержащая борную кислоту, окись меди и силикобарий, о т л и ч а ю ц. а я с я тем, что, с целью повышения стойкости чугуна,против многократного удара, оно дополнительно содержит иттрий, карбонитриды циркония, нитриды кремния и известковую муку при следующем соотношении компонентов, мас. 3:
Борная кислота 25
Окись
1565895
I >Х е 1 O ъх((o v а *
=Г
Y e e
0» (- z
°
II
О (о о Ф
>Х,(о о
I» О. » !" о
1 О
os e
r- I- CL g хасхх
z х:ь=к
О
О а
1
1 3 1 Х
1$>l1 а э э с (- л е с
s K
1» °
Я Э х (о
Z е о
О О мл
° С» - Ф
CL
I CL
О С» О ало 1
C)
О а м л
ОО
СЧ CO ъО CO лл л л в о
z (о
>Х о
0O OO CO ллл
-Ф СЧ О
>)
О
У о
L» о
Ф В а а ао м о аа
Y о
Э
У
z е
О
СО
-Ф
I 1 1 о z
1 (O Q. а 1-! e x 2l (hC Х
1 о
К
Q. К
Х
I З К
1 СХ X
1 X Х а х
1 I" O
1 X Q. (т(С
1 (о rc
1 Э Я Ф
1 Ф Ф
I Ф О
1 >Х
1 X а ! 4(1 ле
I 1 1
1 x e
r ro >s
zoz
I D М Cl
1 0
v s
X СХ
М Э
r o
1 О ! С \
1 л»-с»
1 II. 1 е о
I Z Ц
Q. v
osm
I LO Y l»
I
1
Щ ! о о!
1 я v>s
X Э 2
Ф ХСЧ
I
1
I
1
I
1
I
1
I
1
1
I
1
1
I
1
I
1
1
1
1
1
I 1
1 !
>Х
Е
CL
«1
X Ю
X о
4"а
Ф о
1»
Э
X oM о ох о х х
Э °
X X х о
Э
K z а v
СХ о
С»
1 Jl Щ
1 Ц В
I 3 Ф Ф о с с
1Zuz
l * Ве (O1->,Z
1 С в
1 Э 1 Х «Ц
1- Z
ЭОvzvхе
CLQ.o CLe 4(Ic= с (= х с а м лг
ОЮО аа
ЕСО Л-ОЛ а а а.с! ф
Оооао мсчсо л к» л о аа
ЩС»О а м LA а м
00 СЧ О
Ю ОЪО1 О - Ф -Ф
Ф OO
Ю» «ф" °
r» CO C» о ь сч с1 а л
Я) ° со о
СЧ «
СЧ
CV л с1
СЧа о
