Модификатор чугуна

 

Изобретение относится к литейному производству. Цель - увеличение длительности модифицирующего эффекта при одновременном повышении механических свойств в отливках сечением до 100 мм. Модификатор чугуна содержит мишметалл, криолит, магний и дополнительно сплав MG-ZN-ZR при следующем соотношении компонентов, мас.%: мишметалл 1-5, криолит 20-40, сплав MG-ZN-ZR 30-50, магний остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного модификатора сплава MG-ZN-ZR приводит к повышению в 1,3-1,5 раза механических свойств чугуна и в 2-3 раза увеличению длительности модифицирующего эффекта. 1 табл.

(1Е (И) (Sl)5 С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

hO ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4601839/27-02 (22) 02.11.88 (46) 30. 08. 90, Бюл. У 32 (71) Куйбышевский тепловозостроительный завод им. В,В.Куйбышева (72) А.С.Бармыков, Л.В.Ильичева, И.А.Баранник, А.В.Герасимов и В.В.Рьппков (53) 66.915-198 (088.8) (56) Мильман Б.С., Ильичева Л,В., и Лисицын В,Т, Неметаллические включения в чугуне с шаровидным графитом.

М.: 1968, с. 148. (54) МОДИФИКАТОР ЧУГУНА (57) Изобретение относится к литейноИзобретение относится к литейному производству, в частности к составам модификатора для обработки расплавов, и может быть использовано при получении высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, Цель изобретения — увеличение длительности модифицирующего эффекта при одновременном повьппении механических свойств в отливках сечением до 100 мм.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Модификатор готовят смешением компонентов: криолита, брикетов сплава

Mg-Zn-Zr чушкового магния и мишметалла марки МЦ-40 при указанном содержании в смеси.

Чугун обрабатывали в герметизированном ковше, а также плунжерным методом в ковше вместимостью 5 т. Химический состав исходного чугуна, мас,X:

2 му производству. Цель — увеличение длительности модифицирующего эффекта при одновременном повышении механических свойств в отливках сечением до

100 мм. Модификатор чугуна содержит мишметалл, криолит, магний и дополнительно сплав Mg-Zn-Zr при следующем соотношении компонентов, мас.Ж: мишметалл 1-5, криолит 20-40, сплав

Mg-Zn-Zr 30-50, магний — остальное.

Дополнительный ввод в состав .предложенного модификатора сплава Mg-Zn-Е» приводит к повьппению в 1,3-1,5 раза механических свойств чугуна и в 2-3 раза увеличению длительности модифицирующ го эффекта. 1 табл, С 3,5-3,7, Si 2,2-2,4, Мп 0,4-0,ф, Cr до 0,1, Б до 0,02,Температура обработки 1400-1450 С, расход модификаторов составлял iX от массы обрабатываемого расплава.

Вторичное модифицирование чугуна проводили 0,87 ферросилиция ФС75 на поверхность металла после его сфероидизирующей обработкой модификатором и счистки шлака.

Заливали трефовидные пробы ф30 мм, ступенчатые пробы толщиной 100, 50 и 25 мм. Для определения длительности модифицирующего эффекта проводили анализ структуры чугуна через каждые

5 мин выдержки расплава, Сопротивле- ние усталости и ударную вязкость при комнатной и отрицательной температу-: рах определяли по стандартным методикам, 1588791

Составы исследованных модификаторов, а также механические свойства чугуна приведены в таблице.

Дополнительный ввод в состав моди5 фикатора сплава Mg-Zn-Zr, содержащего

4-5% цинка, 0,6-1,1% циркония, обеспечивает ввод в расплав чугуна интерметаллидов типа Mg>Zn> и Mg„Zr, замедляющих реакцию испарения магния, 1О что, с одной стороны, способствует увеличению длительности модифицирующего эффекта, с другой стороны, оказывая активное зародьппеобразующее воз,действие в процессе кристаллизации ! чугуна повьппает механические свойства чугуна в отливках толстых сечений.

Кроме того, совместно с РЗМ, входящими в состав мишметалла, компоненты сплава Mg — Zh — Zr формируют тугоплавкую Т-фазу, способствующую измельчению литой структуры чугуна.

При содержании сплава Mg-Zn-Zr в модификаторе вьппе 50% проявляется деглобуляризующее графит (действие 25 цинка, присутствующего в этом сплаве), в результате чего ухудшается форма графита и снижаются механические свойства чугуна. При содержании сплава Mg-Zn-Ег в модификаторе менее

30% в расплав вносится недостаточно интерметаллидов магния с цинком и цирконием, вследствие чего снижается длительность модифицирующего эффекта, ухудшается изотропность структуры и свойств чугуна в различных сечениях отливки

Применение в модификаторе отходов .стружки после механообработки деталей сплава Mg-Zn-Zr позволяет удешевить

40 процесс модифицирования чугуна, снизить его себестоимость, утилизировать отходы машиностроительного производства отливок из магниевых сплавов.

Криолит в составе предлагаемого 45 модификатора чугуна способствует рафинированию расплава, формируя жидкоподвижные шлаки, препятствует образованию дефектов типа ."черные пятна", что повышает изотропность структуры и стабильность механических свойств чугуна. При содержании криолита менее 20% указанное действие не проявляется, вследствие чего ухудшается изотропность структуры и снижаются. меха . нические свойства чугуна, повышается брай отливок.

При превьппении содержания криолита в модификаторе 40% проявляется его излишнее рафинирующее действие, вследствие чего из сплава удаляются интерметаллиды магния с цинком и цирконием, снижается продолжительность модифицирующего эффекта, ухудшается изотропность структуры и свойств чугуна в различных сечениях отливки.

Мишметалл в составе предлагаемого модификатора нейтрализует действие примесей деглобуляризаторов, кроме того, формируя с магнием и цинком интерметаллидную Т-фазу, измельчает структуру и повышает изотропность структуры и свойств чугуна в различных сечениях отливки. При содержании мишметалла в модификаторе менее 1%, указанное его действие не проявляется, при превьппении его содержания 5% проявляется отбеливающее действие

Р3М на чугун, ухудшается стабильность механических свойств чугуна при переходе к отливкам больших сечений.

Магний является основой модификатора. Его содержание в модификаторе определяется соотношением остальных компонентов.

Составы исследованных модификаторов, а также результаты их испытаний приведены в таблице.

Как следует, из приведенных данных, применение предлагаемого модификатора

\ для получения высокопрочного чугуна способствует повьппению на 20-30% и выравниванию механических свойств в отливках сечением до 100 мм, увеличению в 1,5-2 раза сопротивления усталости и ударной вязкости чугуна, существенному снижению брака отливок, При этом длительность модифицирующего эффекта увеличивается в 2-2,5 раза.

Эффективность от применения предлагаемого модификатора по сравнению с известным заключается в повышении в 1,3-1,5 раза механических свойств чугуна с шаровидной формой графита и увеличении модифицирующего эффекта.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Модификатор чугуна, содержащий мишметалл, криолит и магний, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения длительности модифицирующего эффекта при одновременном повьппении механических свойств в отливках сечением до 100 мм, он допол-, нительно содержит сплав Hg-Zn-Zr npu следующем соотношении компонентов, мас.%:

1588791

1-5

20-40

Мишметалл

Криолит

Сплав Mg-Zn-Zr, Магний

30-50

Остальное

Предел прочности (МПа), чугуна ° ступенчатых пропах сечением (мм) Ф модификатора

Механические свойства чугуна

Состав модификатора, мас

ХС (20 С), кДк/и ,, g, 2

МПа

Я, МПа

ennea нагни

М8-гп2г криолит мииметалл

100 50 25 аэ н

618 264 581 695 712 30

596 261 712 724 728 35

610 258 684 695 706 40

364 196 510 551 584 15 прототип

Составитель И, Бекренева

Редактор М,Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Малец

Тираж 483

Подписное

Заказ 2517

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óêãoðîä, ул. Гагарина,101

2. 3

1 20 30 Ос- 681 4 1200

3 30 40 таль- 710 3,5 1190

5 40 50 ное 694 3,8 1230

2 50 510 2,0 710