Графитизирующая смесь

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к комплексным графитизирующим модификаторам жидкого чугуна, используемым при производстве отливок из высокопрочных чугунов с повышенной стойкостью против многократного удара и циклической долговечностью. Целью изобретения является повышение стойкости против многократного удара и циклической долговечности. Графитизирующая смесь содержит, мас.%: ферросиликобарий 42-62

висмут 2-5

азотированный ферроцерий 21-28

лантан 8-15

плавиковый шпат 2-7, медная стружка 2-6. Использование смеси позволяет увеличить стойкость против многократного удара на 220-310 циклов и увеличить циклическую долговечность на 1,4-3,1 тыс.циклов. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 22 С 35/00, С 21 С 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4637681/31-02 (22) 22.12.88 (46) 23.10.90. Бюл. hh 39 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Б;К.Святкин, М.И.Карпенко, Ю.Г.Серебряков, Т.И.Саленова и В.Г.Грушевский (53) 669.15-198 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

-М 1232688, кл. С 21 С 1/10, 1986.

Авторское свидетельство СССР

hh 1237710, кл. С 21 С 1/10, 1986. (54) ГРАФИТИЗИРУЮЩАЯ.СМЕСЬ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к комплексным графитизирующим модификаторам жидкого чугуна, используеИзобретение относится к металлургии, а именно.к комплексным графитизирующим модификаторам жидкого чугуна, используемым при производстве отливок из высокопрочных чугунов с повышенной стойкостью против многократного удара и циклической долговечностью.

Целью изобретения является повышение стойкости против многократного удара и циклической долговечности.

Графитизирующая смесь содержит ферросиликобарий, висмут, азотированный ферроцерий, лантан, плавиковый шпат и медную стружку при следующем соотношении компонентов, мас, ;.

Ферросиликобарий 42 — 62

Висмут 2 — 5

Азотированный ферроцерий 21 — 28

Лантан 8 — 15

Плавиковый шпат 2 — 7

Мадная стружка 2 — 6

„„5U „„1601176 А1 мым при производстве отливок из высокопрочных чугунов с повышенной стойкостью против многократного удара и циклической долговечностью. Целью изобретения является повышение стойкости против многократного удара и циклической долговечности. Графитизирующая смесь содержит, мас.%: ферросиликобарий 42 — 62; висмут 2 — 5; азотированный ферроцерий 21 — 28; лантан 8 — 15; плавиковый шпат 2 — 7, медная стружка 2 — 6.

Использование смеси позволяет увеличить стойкость против многократного удара на

220 — 310 циклов и увеличить циклическую долговечность на 1,4 — 3,1 тыс. циклов. 2 табл.

Дополнительное введение азотированного ферроцерия усиливает модифицированное влияние смеси, обеспечивает измельчение структуры и повышение упругопластических свойств чугуна, что способствует увеличению сопротивляемости против многократного удара и циклической долговечности. При содержании в смеси азотированного ферроцерия более 28 мас. увеличивается концентрация неметаллических включений в структуре, снижается ее однородность, уменьшается сопротивляемость против многократного удара и циклическая долговечность. П ри кон центр ации азотированного ферроцерия менее 21 мас. дисперсность структуры низкая, а упругопластические свойства недостаточны.

Лантан введен как сильный раскислитель и сфероидизатор графита, повышающий упругопластические свойства: ударную вязкость, стойкость против многократного

1601176 удара и циклическую долговечность. Его содержание принято от 8 мас.%, с которого начинает проявляться сфероидизирующее, влияние и повышение стойкости против многократного удара, и ограничено концен- . трацией 15 мас,%, выше которой появляет ся угар и нестабильность механических свойств, снижается циклическая долговеч ность.

Плавиковый шпат рафинирует и модифицирует жидкий чугун, снижает содержание неметаллических включений и повышает пластические свойства, что обеспечивает существенное повышение стойкости против многократного удара и циклической долговечности. При концентрации до 2 мас.% его рафинирующее влияние недостаточно, а характеристики упругопластических свойств и циклической долговечности низкие. При увеличении содержания плавикового шпата (более 7 мас,® повышается угар компонентов, укрупняется структура и, снижается циклическая долговечность и сопротивляемость многократным ударам.

Введение 2 — 6 мас,% медной стружки обеспечивает повышение графитизирующей способности, смеси, снижение и выравнивание твердости чугуна, увеличение литейных c80AGTB и повышение циклической долговечности и стойкости против многократного удара. При снижении содержания медной стружки (менее 2 мас.%). снижается графитиэирующая способность смеси, циклическая долговечность и сопротивляемость многократным ударам. При увеличении концентрации медной стружки (более 6 мас.%) повышается ликвация, неоднородность структуры и свойств и снижается циклическая долговечность и сопротивляемость против многократного удара.

Ферросиликобарий в количестве 42—

62 мас.% — эффективная раскисляющая, модифицирующая и графитизирующая составляющая смеси, способствующая повышению упругопластических свойств чугуна.

При его содержании более 62 мас,% повышается угар смеси, неоднородность структуры ч гуна, его упругопластических свойств и циклической долговечности. При концентрации его менее 42 мас.% снижается графитизирующая способность смеси, сопротивляемость многократным ударам и циклическая долговечность.

Висмут является поверхностно-активной модифицирующей добавкой, измельчающей структуру чугуна и повышающей стойкость против многократного удара и циклическую долговечность, При концентрации более 5 мас.% проявляется его отбеливающее влияние, что снижает упругопластические свойства и циклическую долговечность. При концентрации его до 2

5 мас,% измельчение структуры и повышение циклической долговечности и упругопластических свойств недостаточны.

Пример, Графитизирующие смеси получают механическим перемешиванием в

10 катковых лабораторных смесителях измельченных до фракции 0,05 — 5 мм ферросиликобария, азотирован ного ферроцерия, медной стружки, плавикового шпата, металлического лантана и висмута гранулирован15 ного, Гранулированный висмут и измельченную медную стружку вводят после введения и перемешивания в течение 1—

2 мин остальных компонентов смеси, Графитизирующие смеси вводят в бумажных паке20 тах в литейные ковши при температуре расплава 1380 — 1410 С в количестве 0,4% от массы жидкого чугуна после сфероидизирующей обработки магниевой лигатурой чугуна, содержащего, мас,%: углерод 3,2 — 3,4;

25 кремний 1,8 — 2,0; марганец 0,4 — 0,6; сера до 0,06; хром до 0,07; железо остальное.

В табл.1 приведены составы графитизирующих смесей, используемых для модифицирования чугуна опытных плавок; в табл.2—

30 данные механических свойств модифицированных чугунов с использованием графитизирующих смесей в количестве 0,45% от массы расплава.

Стойкость против многократных ударов

35 определяют на установке МУИ 600 при симметричном изгибе на образцах диаметром

10 мм при нагрузке 30 кг. Испытания на циклическую долговечность определяют на трубных заготовках диаметром 30 — 35 мм, а

40 ударную вязкость — на образцах 10х10х

55 мм с полукруглым надрезом диаметром

2 мм. Графитизирующую способность определяют на стандартных образцах диаметром 12 мм после выдержки в течение 2

45 ч при 750 — 760 С микроструктурным методом, Как видно иэ табл.2, модифицированные чугуны при обработке предлагаемыми составами графитизирующих смесей име50 ют более высокие характеристики циклической долговечности и стойкости против многократных ударов, чем при обработке известной графитизирующей смесью.

Формула изобретения

Графитизирующая смесь, содержащая ферросиликобарий и висмут, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения стойкости против многократного удара и циклической долговечности, она дополни-.

1601176

Висмут

Азотированный ферроцерий

Лантан

Плавиковый шпат

Медная стружка тельно содержит азотированный ферроцерий, лантан, плавиковый шпат и медную стружку при следующем соотношении компонентов, мас. :

Ферросиликобарий 42 — 62

Таблица 1

Таблица 2

Состав смеси

Ударная вязкость, Дж/см

Модуль сдвига, МПа

1350

470

75180

18,5

100

650

Составитель К. Сорокин

Техред M.Моргентал Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Гунько

Заказ 3249 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патен г", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Известный

Предлагаемый

2

4

Предел прочности при растяжении,МПа

562

481

512

78

83.

81

68

Количество графитных включений в структуре на 1мм

1260 — 1180

780

Графитизирующ способность чугунов, 170

182

181

112

158

Стойкость против многократного удара, циклов

1530

Циклическая дол" говечность, тыс, циклов

19,9

21,6

21,2

18,8

19,3

2 — 5

21 — 28

8 — 15

2 — 7

2 — 6

77250