Графитизирующая смесь

 

Изобретение относится к графйтизирующим смесям, используемым при обработке высокопрочных чугунов. Цельюизобретения является снижение расхода смеси, повышение механических свойств, ударно-усталостной долговечности и улучшение структуры чугуна. Графитизирующая смесь содержит, мас.%: ферросиликобарий 30-46, нитриды висмута 2-5, бориды титана 28-36 и азотированный силикокал.ьций 24- 29. Обработка предлагаемой смесью чугуна

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

0,5-2,0

0.5-5,0

Титан

Ванадий

К АВТО P С КОМУ. С В ИДЕТ ЕЛ Ь СТВУ (21) 4770323/02 (22) 19.12.89 (46) 07.02;92. Бюл. hl 5 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Б.К.Святкин, М.И.Карпенко, М.Б.Егорова и С.М,Бадюкова (53) 669.15-198 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1237710, кл. С 21 С 1/10, 1986. (54) ГРАФИТИЗИРУЮЩАЯ Cl0EC6 (57) Изобретение относится к графитизирующим смесям, используемым при обработке высокопрочных чугунов. Целью

Изобретение относится к литейному производству, в частности к производству модифицированных и высокопрочных железоуглеродистых сплавов, Известен графитизирующий модификатор, содержащий, мас,%:

Кремний . 02-10

Марганец .. 0.3-30

Титан 4,0-30

Азот 0,5-2,0

Углерод 0,3 — 2,5

Железо Остальное

Данный модификатор имеет недостаточную графитиэирующую способность, высокое содержание железа и: не. обеспечивает существенного повышения ударно-усталостной долговечности и прочных свойств железоуглеродистых. сплавов.

Известен также модификатор железоуглеродистых сплавов следующего химиче-. ского состава, мас. :

Кремний . 10-20

Марганец 5 — 20,, Ы,, 1710592 А1 (5!)5 С 22 С 35/00, С 21 С 1/10 изобретения является снижение расхода смеси, повышение механических свойств, ударно-усталостной долговечности и улучшение структуры чугуна. Графитизирующая смесь содержит, мас. : ферросиликобарий

30 — 46, нитриды висмута 2-5, бориды титана

28-36 и азотированный силикокальций 2429, Обработка предлагаемой смесью чугуна (2,9 С; 2,5 Я; 0,65 Nl; 0;3 Мп; 0;05 Cr) позволило повысить его оВ до 481 — 495 МПа,д до

9,1 — 9,8%, ударно-усталостную долговечность на 30-40 /; при- этом улучшились структурные показатели чугуна. 2 табл, Алюминий 0,01 — 1,0

Цирконий 0,1-2,0

Р3М 0,01-1,0

Молибден 0,5-5,0, Азот 0,05 — 1,0 .Углерод 0,2 — 2,0

Бор 0,01 — 0,1

Железо Остальное

Указанный модификатор снижает содержание феррита в модифицированном сплаве и упругопластические его свойства.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенной является графитиэирующая смесь следующего химического состава, мас.%:

Ферросиликобарий 85-99

Висмут 1 — 15

Известная модифицирующая смесь обеспечивает пластические свойства при расходе 1,0 от массы расплава железоуглеродистых сплавов. Количество феррита в

1710592 структуре чу у е чуг.„на, модифицированного этой вания, трещиностойкость, технологические графитизирующей смесью, находится в пре- свойства чугуна, повышает его ударно-устаделах 60-95, а относительное удлинение лостную долговечность. При введении фер6,8 — 10,5 Дисперсность перлита Дп 0,7- росиликобария в смесь до 30 мас.

Дп 1,0; а твердость чугуна 120-134 НВ и 5 уменьшается модифицирующая способударно-усталостная долговечность 120 — 155 ность, трещиностойкость и механические тыс. циклов при усталостных испытаниях с свойства чугуна. При увеличении концент- . частотой нагружения 40 Гц. рации его свыше 46 мас.% повышается

Недостаток — низкая ударно-усталост- угар графитизирующей смеси, концентраная долговечность модифицированного 10 ция неметаллических включений в чугуне и чугуна при высоком расходе графитиэирую- . снижаются его технологические и зксплуащей смеси, тацирнные свойства, Цель изобретения — повышение ударно- Связывание висмута в нитриды уменьусталостной долговечности и стабильности шает его угар при модифицировании расмеханических свойств железоуглеродистых 15 плава, повышает графитизирующую сплавов. способность, дисперсность структуры и стаПоставленная цельдостигается тем,что бильность механических свойств чугуна. графитизирующая смесь, содержащая фер- Концентрация нитридов висмута в графитиросиликобарий и висмут, дополнительно со- эирующей смеси до 2 мас, уменьшает дисдержит бориды титана, аэотированный 20 персность структуры и стабильность силикокальций и азот, связанный с висму- механически:; свойств модифицированного том в нитриды, при следующем соотноше- чугуна, При содержании их свыше 5 мас. нии компонентов, мас. е тов мас% увеличивается концентрация неметаллических включений по границам зерен, уменьупругопластические, Бориды титана 28-36 ударно-усталостная долговечность и стаАзотированныйсиликокальций 24 — 29 бильность механических свойств модифиДополнительное введение боридов ти- цированного чугуна. тана, являющихся химически и термически Пример, Графитизирующую смесь устойчивыми соединениями в железоугле- 30 получают путем механического перемеширодистых расплавах, повышает стабиль- вания измельченного ферросиликобария ность модифицирования, уменьшает угар ФСБа15, нитридов висмута, боридов титанакомпонентов и повышает ударно-усталост- и азотированного силикокальция. Сфероиную долговечность и другие механические диэирующую обработку чугуна. содержащесвойства модифицированных сплавов. При 35 го. мас. ; углерод 2,9; кремний 2,5; концентрации боридов титана до 28 мас, марганец 0,3; никель 0,65; хром 0,05; азот . стабильность механических свойств и удар- 0,04; алюминий 0,02; фосфор 0,03; железо— но-усталостная долговечность недостаточ- остальное, проводят магниевой лигатурой ны, а при повышении их содержания более ЖКМК-6р, а графитизирующую обработку в

36, еличивается концентрация не- 40 количестве 0,035 от массы расплава — в и 1400металлических включений в структуре моди- раздаточных литейных ковшах при

1410 С графитизирующими смесями, состафицированного чугуна, Дополнительное введение азотирован- вы которых приведены в табл. 1. ного силикокальция обусловлено его высо- Заливку разовых песчано-глинистых кой раскисляющей и модифицирующей 45 литейных форм для получения технологиспособностью, что повышает стабильность ческих проб, отливок и образцов для мехаструктурыимеханическихсвойств,упругоп- нических испытаний производят при ластические свойства и ударно-усталостную 1380 — 1400 С. Механические свойства опредолговечность. Повышение концентрации.в деляют на разрывных образцах диаметром графитизирующей смеси аэотированного 50 10 мм, а дисперсность структуры — по ГОСТ силикокальция более 29 мас.$ приводит к 3443-87. повышению ее угара, уменьшению относи- Технологические, механические и экстельного удлинения и стабильности механи- плуатационные свойства модифицированческихсвойствмодифицированногочугуна. ных различными Il0 составу графитиПри концентрации его до 24 мас. стабиль- 55 зирующими смесями чугунов приведены в ность структуры и механических свойств чу- табл. 2.

Как видно из табл. 2, графитизирующая

Введение ферросиликобария в графи- смесь обеспечивает более высокую диспертизирующую смесь в количестве 30 — 46 сность структуры и повышение механичемас. стабилизирует процесс модифициро- ских свойств модифицированных чугунов, 1710592

Формула изобретения

Графитизирующая смесь, содержащая ферросиликобарий, о т л и:ч à ю щ а я с я тем, что. с целью снижения расхода смеси, повышения механических свойств, ударно-усталостной долговечности, и улучшения структуры чугуна, она дополнительно содерТаблица 1

Таблица 2

Показатели

Значения показателей для чугунов, модифицированных графитизию ими смесями

481.

141

147

487

145

131

452

133

152

9.,1

9,8

9,5

8,3

8.8

218

205

221

152

157

180

0,3

16 — 33

Гф13

0,7

21 — 55

Гф9

0,7

36-40

Гф9

0,5

18-35

Гф12

0,3

15 — 31

Гф13, 0,5

30-48

Гф11

357

350

428

418

395

Составитель Б,Святкин

Техред М.Моргентал Корректор О.Кундрик

Редактор С.Петраш

Заказ 312 Тираж. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Предел прочности при растяжении, МПа

Твердость, НВ

Относительное удлинение, Ударно-усталостн ая долговечность, тыс. циклов .

Дисперсность перлита по ГОСТ 3443-87

Размеры графита, мкм

Форма графита

Предел выносливости и и изгибе, МПа жит нитриды висмута, бориды титана и азотированный силикокальций при следующем соотношении компонентов, мас, ь:

Ферросиликобарий 30 — 46

5 Нитриды висмута 2 — 5

Бориды титана 28-36

Азотированный силикокальций 24-29