Модифицирующая смесь
Изобретение относится к модифицирующим смесям для высокопрочных чугунов. Цель'ю изобретения является повышен1^еудароустойчивости и снижение склонности чугуна в отливках к горячим трещинам. Модифицирующая смесь содержит, мас.%: магний 6-16; ферросиликобарий 10-15; алюминий 2-6; силиКомишметалл 6-25; карбиды кремния 13-18; нитриды ниобия 3-10; криолит 8-17; ферросилиций остальное. Модифицирование предлагаемой смесью доз втёктического чугуна позволяет получить аь 691-715 МПа. 6 127-13.5%. ан = 895-920 кДж/м^. удароустойчйвость 3910-3980 циклов; относительную трещиностойкость 1,41-1.47 Кт. склонность к трещинам 8-11 мм; коэффициент долговечности 1.32-1.41. 2 табл.•s.^ . •иИзобретение относится к металлургии, в частности к производству модифицированных высокопрочных чугунов для отливок. Для получения высокопрочных чугуноб используют модифицирующую смесь, содержащую магний, ферросилиций и графит,^ взятые в соотношении 1:4:1.•Чугун, модифицированный этой смесью, затвердевает с высоким отбелом и склонен к трещинам.Известен модификатор следующего химического состава, мае. %:Магний10-15Графит18-30Силикомишметалл2-25ФерросилицийОстальноеРасход известного модификатора to- отааляет 1.0-1.3% от массы жидкого металла. Степень усвоения магния из модифицирующей смеси составляет 24-38 %. Механические свойства модифицирован-ного чугуна: предел прочности при растяжении 600-700 МПа. относительное удлинение 3-6%. Отмечаются низкие характеристики удароустойчивости и ударной вязкости модифицированного этой смесью высокопрочного чугуна в отливках.Наиболее близкой к предлагаемой по составу и достигаемому эффекту является модифицирующая смесь, содержащая. мас.%:МагнийФерросиликобарийАлюминийСиликомишметаллКриолитФерросилицийТрещиностойкость Кт модифицированного этой смесью чугуна снижается .цо 0.9- 0.96. а число перегибов образцов не превышает 1-3. Удароустойчйвость при энергии удара 10 МПа составляет 1800-220010-2025-305-62-62.5-4.5 Остальноео ел о со
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .
РЕСПУБЛИК (19) (11) (я)5 С 22 С 35/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПЬ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4798631/02 (22) 05, 03.90 (46) 07.02.92. Бюл. М5 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Б.К.Святкин, M.È.Êàðïåíêî, А.М.Цейтлин, M.Á.Åãoðîâà и Q.M.Áàäþêoâà (53) 669.15-198 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 973654, кл, С 22 С 35/00, 1982.
Авторское свидетельство СССР
М 1356502, кл. С 22 С 35/00, 1986. (54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ (57) Изобретение относится к модифицирующим смесям для высокопрочных чугунов.
Целью изобретения является повышение
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству модифицированных высокопрочных чугунов для отливок.
Для получения высокопрочных чугунов используют модифицирующую смесь, содержащую магний, ферросилиций и графит„ взятые в соотношении 1:4:1.
Чугун, модифицированный этой смесью, затвердевает с высоким отбелом и склонен к трещинам.
Известен модификатор следующего химического состава, мас.%:
Магний 10 — 15
Графит 18-30
Сил икомишметалл 2-25
Ферросилиций Остальное
Расход известного модификатора составляет 1,0-1,3% от массы жидкого металла. Степень усвоения магния из модифицирующей смеси составляет 24-38
%. Механические свойства модифицированудароустойчивости и снижение склонности чугуна в отливках к горячим трещинам. Модифицирующая смесь содержит, мас,%; магний 6 —.16; ферросиликобарий 10-15; алюминий 2-6; силикомишметалл 6 — 25; карбиды кремния 13 — 18; нитриды ниобия 3-10; криолит 8 — 17; ферросилиций остальное. Модифицирование предлагаемой смесью доэвтектического чугуна позволяет получить оь 691-715 МПа, д 127-13,5%, ан = 895 — 920 кДж/м, удароустойчи вость 3910-3980 цик2 лов; относительную трещиностойкость
1,41 — 1,47 Кт, склонность к трещинам 8-11 мм; коэффициент долговечности 1,32 — 1,41.
2 табл. ногочугуна: предел прочности при растяжении 600 — 700 МПа, относительное удлинение
3 — 6%. Отмечаются низкие характеристики удароустойчивости и ударной вязкости модифицированного этой смесью высокопрочного чугуна в отливках.
Наиболее близкой к предлагаемой по составу и достигаемому эффекту является модифицирующая смесь, содержащая, мас.%:
Магний 10 — 20
Ферросиликобарий 25 — 30
Алюминий 5 — 6
Силикомишметалл 2-6
Криолит 2,5-4,5
Ферросилиций Остальное
Трещиностойкость Кт модифицированного этой смесью чугуна снижается до 0,90,96, а число перегибов образцов не превышает 1-3. Удароустойчивость при энергии удара 10 МПа составляет 1800-2200
1710593 бела и снижение трещиностойкости и упругопластических свойств чугуна, а также эксплуатационной долговечности.
Введение в состав лигатуры 8 — 17 мас.g криолита и 2-6 мас j алюминия обусловлено их рафинирующим и раскисляющим влиянием, повышающим трещиностойкость и удароустойчивость. При концентрации их менее нижних пределов трещиностойкость, долговечность при эксплуатации и удароустойчивость недостаточны, а при увеличении их концентрации более верхних пределов снижаются однородность структуры и стабильность технологических и эксплуатационных свойств.
Ферросиликобарий оказывает модифицирующее и графитизирующее влияние, способствует повышению фактора формы графита,,неметаллических включений, технологических и механических свойств и снижению склонности чугуна к горячим трещинам. Нижний предел концентрации ферросиликобария обусловлен недостаточной удароустойчивостью и низкими технологическими свойствами, при увеличении . его содержания более 15 мас. снижается однородность структуры чугуна и стабильность технологических и механических свойств.
Пример. Модифицирующие смеси получают путем механического перемешивания измельченных до фракции 0.1-5 мм ферросилиция ФС75. сплава. ФСЗОРЗМЗО (ТУ 14-5-136- 81) и ферросиликобария
ФСБа15; стружки алюминия А91: измельченных брикетов карбидов кремния фракции 0,01-0,5 мм и нитридов ниобия фракции
0.01 — 0.5 мм с гранулированным магнием Mr
1 фракции до 2 мм и технического криолита в порошковом виде, Продолжительность перемешивания 3-5 мин. Смеси вводят в чугун при 1420-1450 С в бумажных пакетах.
В табл. 1 приведены составы модифицирующих смесей, используемые при выплавке чугунов доэвтектического состава, содержащих, мас. : углерод 2,8; кремний
1,5; марганец 0.4; фосфор 0,05; хром 0,04: титан О,ОЗ; алюминий 0,02; сера 0,03; железо — остальное. Количество вводимой моди- . фицирующей смеси 0,20 мас. (от массы железоуглеродистого расплава.
В табл. 2 приведены технологические и механические свойства модифицированных чугунов, 5 Предел прочности при растяжении и относительное удлинение определяют на образцах ф 10 мм, а ударную вязкость — на образцах типа 8 по методу испытаний на ударный изгиб. Склонность к горячим тре-. щинам определяют на звездообразных техциклов, а коэффициент долговечности 1,02-1,06.
Недостаток — повышенная склонность к горячим трещинам отливок из модифицированного этой смесью чугуна. 5
Цель изобретения — повышение долговечности и снижение склонности чугуна в отливках к горячим трещинам.
Поставленная цель достигается тем, что модифицирующая смесь, содержащая маг- 10 ний, ферросиликобарий, алюминий, силикомишметалл, криолит и ферросилиций. дополнительно содержит карбиды кремния и нитриды ниобия при следующем соотношении компонентов, мас. : 15
Магний 6-16
Ферросиликобарий 10-15
Алюминий 2-6
Сплав ФСЗОРЗМЗО (силикомишметалл) 6-25 20
Карбиды кремния 13-18
Нитриды ниобия 3-10
Криолит 8-17
Ферросилиций Остальное
Дополнительное введение карбидов 25 кремния обусловлено их высокой рафинирующей и модифицирующей способностью, что способствует повышению однородности структуры, удароустойчивости, долговечности и упругопластических свойств. 30
При их концентрации до 13 мас.g модифицирующий эффект и упругопластические свойства недостаточны, а при повышенйи концентрации их более 18 мас,7ь снижается стабильность структуры чугуна и его удара- 35 устойчивость.
В качестве силикомишметалла использован сплав ФСЗОРЗМЗО, который в составе смеси является экзотермическим компонентом, устраняющим образование 40 первичных карбидов и пористости в чугуне, что способствует повышению трещиностойкости, долговечности, удароустойчивости и .технологических свойств. Нитриды ниобия повышают дисперсность структуры и ударо- 45 устойчивость. Верхний предел концентрации нитридов обусловлен увеличением содержания неметаллических включений по границам зерен и снижением упругопластических свойств чугуна, а при уменьшении их 50 концентрации до 3 мас.$ модифицирующий эффект, удароустойчивость, долговечность и трещиностойкость недостаточны, Магний в смеси является основным сфероидизирующим компонентом, повышаю- 5 щим фактор формы графита, удароустойчивость и механические свойства, а его содержание в смеси принято в обычных концентрациях, исключающих пироэффект, увеличение неоднородности структуры, от1710593
Таблица 1
Продолжение табл. 1
Таблица 2
) нологических пробах по общей длине возникающих при затвердевании модифицированного чугуна трещин, а эксплуатационную долговечность — на испытательных стендах.
Как видно из табл. 2, предлагаемая модифицирующая смесь обеспечивает более высокие характеристики трещиностойкости и удароустойчивости, чем известная модифицирующая .смесь.
Формула изобретения
Модифицирующая смесь, содержащая магний, ферросиликобарий, алюминий, силикомишметалл, криолит и ферросилиций, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности и снижения склонности чугуна в отливках к горячим трещинам, она дополнительно содержит карби5 ды кремния и нитриды ниобия при следующем соотношении компонентов, мас,g:
Магний 6 — 16
Ферросиликобарий 10-15
10 Алюминий 2-6
Силикоми шметалл 6-25
Карбиды кремния 13-18
Нитриды ниабия 3-10
Криолит 8 — 17
15 . Ферросилиций Остал ьное
1710593
Продолжение табл. 2
Составитель Б.Святкин
Техред М.Моргентал Корректор O,Кундрик
Редактор В.Петраш
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 312 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
