Модифицирующая смесь

 

Изобретение относится к металлургии, конкретно к составам модифицирующих смесей для графитизированных сталей и сплавов. Целью изобретения является повышение герметичности и механических свойств графитизированных сплавов. Модифицирующая смесь содержит, мас.%: борную кислоту 25-40

силикобарий 7-13

окись меди 12-20

азотированный ферромолибден 12-20

нитриды магния 12-18

лантан 9-12. Применение модифицирующей смеси позволяет повысить герметичность сплава на 80-100 МПа, предел выносливости при растяжении - на 220-235 МПа. 2 табл.

(l9l (И) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPH ГИНТ СССР (21) 4495889/27-02 (22) 18.10.88 (46) 30.08.90. Бюл. 11 32 (71) Производственное объединение

"Гомсельмаш" (72) P.Н.Адамович, М.И,Карпенко

С.М.Бадюкова и М.Е.Гонтарев (53) 669,15-198 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 749902, кл. С 21 С 1/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР

В 1232688, кл. С 21 С 1/10, 1986, (54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ (57) Изобретение относится к металИзобретение относится к металлургии, конкретно к составам модифицирующих смесей для графитизированных сталей и сплавов.

Цель изобретения — повышение tepметичности и механических свойств графитизированных сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что предложенная модифицирующая смесь содержит борную кислоту, окись меди, силикобарий, азотированный ферромолибден, нитриды магния и лантан при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Борная кислота 25-40

Силикобарий 7-13

Окись меди 12-20

Азотированный ферромолибден !2-20

Нитриды магния 12-18

Лантан 9-12

Дополнительное введение в состав модифицирующей смеси нитридов магния

Р1)5 С 21 С 1/10, С 22 С 35/00

2 лургии, конкретно к составам модифицирующих смесей для графитизированных сталей и сплавов. Целью изобретения является повышение герметичности и механических свойств графитизированных сплавов. Модифицирующая смесь содержит, мас.%: борную кислоту 25-40, силикобарий 7-13, окись меди 12-20, азотированный ферромолибден 12-20,. нитриды магния 12-18, лантан 9-12, Применение модифицирующей смеси позволяет повысить герметичность сплава на 80-100 МПа, предел выносливости при растяжении — на 220 — 235 МПа.

2 табл. повышает модифицирующую способность, снижает склонность к короблению, ttoвышает плотность и герметичность, измельчает структуру отливок в литом состоянии и после отжига, что увеличивает механические свойства, Присутствие в модифицирующей смеси более 18% нитридов магния приводит к образованию в структуре отливок скоплений графита, снижению герметичности, техноло-.. гических и механических свойств. При концентрации нитридов магния до 12% модифицирующая и графитизирующая способность смеси недостаточна, а склонность к пористости и к короблению модифицированных сплавов повышается, уменьшается прочность и ударная вязкость. Лантан введен в смесь как поверхностно-активная добавка, способствующая повышению жидкотекучести, плотности и других технологических свойств, улучшающая ударную вязкость

:и пластичность, Концентрация лантана

1588776 более 12 . ведет к увеличению количества цементита в структуре отливок, снижению графитизирующей способности смеси, удлинению цикла графитизирующего отжига и снижению пластических

5 свойств, а при содержании лантана до

9Х отмечаются ухудшение формы графита и отмечаются недостаточные технологические и механические свойства мо1 дифицированных графитизированных ста лей и сплавов, Присутствие в модифицирующей смеси более 40 . борной кислоты и силикобаI рия более 13 ведет к образованию зон 15

jceporo чугуна и снижению механических свойств, поэтому содержание борной кислоты и силикобария ограничены этими концентрациями. Присутствие в модифицирующей смеси менее 25Х борной ,кислоты и менее 7 силикобария ведет к снижению прочности графитизирующей ,способности и увеличению продолжительности отжига.

Окись меди при содержании в смеси 2 более 20Х ухудшает форму графита, увеувеличивает склонность к короблению и снижает упругие пластические свойства. При уменьшении концентрации окиси меди до 12Х литейные свойства, О .ударная вязкость и трещиностойкость недостаточны. Медь увеличивает количество центров графита, их измельчение и повышает пластические свойства чугуна после термической обработки.

Для проведения опытных испытаний подготовили 5 составов предложенной модифицирующей смеси и известную смесь.

Составы модифицирующих смесей приведены в табл.1.

Содержание азотированного ферромолибдена в модифицирующей смеси определено экспериментально и соответствует концентрациям (12-20 мас.Ж), при которых достигаются высокие характеристики плотности, механических свойств и герметичности, При содержании азотированного ферромолибдена.до

12 мас.Х характеристики механических свойств и герметичности недостаточны, а при увеличении в составе смеси его более 20 мас, . снижаются технологические свойства, однородность модифицированного сплава и стабильность механических свойств.

Каждую механическую смесь, приведенную в табл. 1, приготавливали отдельно механическим перемешиванием силикобария фракции 0,05-0,35 мм, азотированного ферромолибдена, измельченного до фракции 0,02-0,25 мм, марки ФМо1Н, измельченного до фракции

0,05-0,3 мм лантана марки ЛаМ1 с порошками борной кислоты, нитридов магния Мг1Н и окиси меди IIMC-1 в течение

3-5 мин. Готовые модифицирующие смеси вводили в железоуглеродистый расплав при выпуске его из раздаточного ковша емкостью 2 т в разливочные в количестве от 0,2 до 0,4 мас. .

В табл,2 приведены результаты испытаний модифицирующих смесей при производстве чугунов доэвтектического состава, выплавляемых дуплекс-процессом вагранка — электродуговая печь и содержащего до модифицирования, мас. : углерод — 2,6, кремний 0,95, марганец 0,35, хром 0,06, сера 0,06; фосфор 0,07 и железо остальное. Величина присадки смеси 0,3 . от массы расплава. Температура разливки расплава в песчано-глинистые формы составляет

1400-1420 С. Отливки и образцы перед испытанием подвергали графитизирующему отжигу по режиму; выдержка при

960-980 С 4-5 ч, охлаждение до 720

О

730 С 1 ч, выдержка при этой температуре 5 ч и окончательное охлаждение на воздухе.

Испытания на растяжение проводили на 16 мм образцах, на ударную вязкость на образцах 10х10х55 мм с У-образным надрезом, испытания на герметичность— на пустотелых образцах с толщиной рабочей части 3,0 мм — на газопрессовом стенде ГСП-1М с рабочим удельным давлением до 1000 МПа и условный предел коррозионной усталости — на цилиндрических образцах типа VIII.

Как видно из табл,2,, при использовании предложенной модифицирующей смесмеси достигаются более высокие характеристики герметичности, предел выносливости при растяжении и других механических свойств, чем при использовании известной модифицирующей смеси, Экономический эффект от использования предложенной модифицирующей смеси достигается за счет повышения прочностных и эксплуа"..ационных свойств графитизированных сплавов.

Формула изобретения

Модифицирующая смесь, содержащая барную кислоту, силикобарий и окись

1588776

25-40

7-13

1 2-20 меди, отличающаяся тем, что, с целью повышения герметичности и механических свойств графитизированных сплавов, она дополнительно содержит азотированный ферромолибден, 5 нитриды магния и лантан при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

12-20

12-18

9-1 2

Таблица 1

Состав модифицирующей смеси

Содержание компонентов, мас,X т

Борная Силикокислота барий

Окись Нитриды Азотированмеди магния ный ферро- Лантан молибден

12

12

16

22

13 12

14 15

7 20

30 25

3 2

18

14

12

12

5

60

20

Таблица2

Показатели испытаний образцов

Свойства модифицированных чугунов составов

Предлагаемый

2 (3

Известный

1 4 б б

710 782

830 514

675

512

510 526 . 556 504 442

430

42

7,2

56 72 69 44 48

7,5 7,6 7,5 7,3 7,4

592 610 697 512 575

510

570 582 587 505

371

Составитель К.Сорокин

Редактор М.Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Заказ 2517 Тираж 497 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, It II Г на 101

Предлагаемая

2

4

Известная

Предел прочности при растяжении, МПа

Условный предел коррозионной усталости, МПа

Ударная вязкость, Дж/см

Плотность, г/см

Герметичность, MIIa

Предел выносливости при растяжении, МПа

Борная кислота

Силикобарий

Окись меди

Азотированный ферромолибден

Нитриды магния

Лантан