Лигатура для легирования и модифицирования чугуна

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11; 558958

1., . пс: j ;! 1... „ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.03.76 (21) 2332179/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.05.77.Бюллетень № 19 (45) Дата опубликования описании 10.08.77 (51) М. Кл

С 22 С 35/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.745 (088.8) о

Л, А, Неделько, В. М. Волков, A. И. Храмченков, В, В, Терентьев, Е. П, Захаренко, В, П, Зайко и М, A. Рысс (72) Авторы изобретения

Минский филиал Научно-исследовательского института технологии автомобильной промышленности (71) Заявитель (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ И МОДИФИЫИРОВАНИЯ ЧУГУНА

20

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству лигатур. для модифицирования и легирования чугуна для повышения его физико-механических и эксплуатационных свойств.

В настоящее время для легирования чугуна применяются ферросплавы и комплексные лигатуры, Стандартные ферросплавы и известные лигатуры имеют высокие температуры плавления, действие их на чугун однозначно и заключается в упрочнении матрицы за счет легирующих элементов. К таким лигатурам относятся, например, лигатуры следующего состава, вес. %: й» О, 02-30

Мо 0,2 -15

С» . 12-35

W О, 2-3 б» 0,05-8

Ми 0,05-6 т е 0,05-1 1

С,9 Остальное tlj

Н» 20-24

ААо 6- 7

Ct 18-22

W 1,8-2,3

Ми 0,6-1,2

6» До 0,6

7е Остальное (2).

Модифицирующего эффекта указанные лигатуры не оказывают, способствуют кристаллизации чугуна по метастабильной системе с выделением структурно свободного цементита.

Некоторые преимущества перед этими лигатурами имеет лигатура состава, вес.%:

Са 5-1.0

g» 30-50

N» 10-40

Vl 0,5-15

Мо 10-25

Cr 5-20

Уе Остальное j3)Она обладает модифицирующим эффектом ввиду наличия в ее составе кремния и кальция. Однако, применение ее при плавке чугу на в печах с кислой футеровкой не представляется возможным иэ-за взаимодействия кальция с окисью кремния футеровки и раэ558958 рушения последней. Кальций реагирует также с серой чугуна с образованием сульфида Са Я, который выделяется на границах зерен и снижает теплостойкость чугуна.

Особенно отрицательно влияние Cap на уг= ругость чугуна при повышенных температурах, Поэтому легирование и модифицирование чугуна лигатурой с кальцием нецелесообразно для деталей, от которых требуется высокое сопротивление ползучести и релакса-10 о ции напряжений при повышенных (300-500 С) температурах, Наиболее близкой по составу к предлагаемой является лигатура, содержащая, вес. %: 15

С1" 12 - 35

И 0 - 15

Мо 0,1-9

W 0,1- 10

gi 2,5 Ге Остальное (4$.

Недостатками этой лигатуры следует считать: незначительный модифицирующий и легирующий эффект ввиду низкого содержания в лигатуре кремния (2,5%), молибдена (0,1-9%) и вольфрама (0,1-10/о), что способствует образованию в структуре чугуна большого количества неравномерно расположенных карбидов хрома, молибдена, вольфрама и железа, характеризующихся повышенной твердостью и низкой обрабатываемостью; образующийся при этом междендритный точечный графит отрицательно сказывается на ползучести и релаксации напряжений чугуна при повышенных температурах; низкое содержание легирующих элементов вызывает необходимость ввода большого количества лигатуры в чугун (5-10 о) что в значительной степени снижает его температуру (на 50-100 С) .

20

Цель изобретения — повышение способности чугуна к сопротивлению ползучести и релаксации напряжений при повышенных температурах. 45

Это достигается тем, что в лигатуру, содержащую хром, никель, молибден, вольфрам, кремний, железо, дополнительно вводят углерод и фосфор при следующем соотношении компонентов, вес. %.

Хром 5 -30

Никель 5 -25

Молибден 5-35

Вольфрам 01-10

Кремний 5 — 20 55

Углерод 0,3- 4

Фосфор 0,1 — 10

Железо Остальное

Лигатуру получают сплавлением в электропечи ферросиликохрома с никелем, вольфрам-молибденовым сплавом, феррофэсфором и электродным графитом. Лигатуру в изме нченном состоянии вводят в чугун непосредствен1 о перед его разливкой при 14601520 С. Количество присаживаемой лигатуры - 0,5-3% от веса чугуна.

Модифицирование чугуна лигатурой предлагаемого состава обеспечивает получение высоких физикс -механических свойств в отливках за счет комплексного влияния углерода, фосфора, кремния и легирующих элементов. Углерод способствует образованию в лигатуре большого количества карбидов железа, хрома, молибдена и вольфрама, которые играют в чугуне роль центров кристаллизации, измельчают зерно и упрочняют матрицу, Кремний при наличии таких центров облегчает кристаллизацию гра- фита и препятствует образованию черезмерного количества карбидов, Компексное влияние углерода и фосфора заключается в образовании устойчивой дисперсной фосфидно-карбидной фазы, выделяющейся в виде разорванной сетки по границам зерен и способствующей повышению износостойкости и сопротивлению iionзучести и релаксации напряжений чугуна при повышенных температурах.

Таким образом, модифицирование чугуна предлагаемой лигатурой способствует повышению сопротивляемости чугуна ползучести и релаксации напряжений при повышенных температурах. Указанные свойства в значительной степени определяют эксплуатационную надежность и долговечность многих деталей машин и механизмов, например, поршневых колец современных форсированных двигателей.

Вместе с тем, использование лигатуры при выплавке чугуна позволит увеличить количество собственного возврата в шихте, заменить значительное количество вводимых легированных чугунов ферросилиция и ферромапибдена лигатурой, что упростит технологический процесс и снизит брак отливок.

Ф ормула из обре те ния

Лигатура для легирования и модифицирования чугуна, содержащая хром, никель, молибден, вольфрам, кремний, железо, отличающаяся тем, что,сцелью повышения способности чугуна к сопротив лению полэучести и релаксации напряжений при повышенных температурах, она дополнительно содержит углерод и фосфор при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Хром 5-30

Никель 5-25 .

558958

Составитель А. Кондратьев

Редактор Л. Лашкова Техред.И. Асталош Корректор А. Кравченко

Заказ 1624/85 Тираж 766 П одписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/S

Филиал ППП Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Молибден

Вольфрам

Кремний

Углерод

Фосфор

Железо

Источники информации, мание при экспертиз

5 -35

0,1 - 10

5 -20

0,3 -4

0,1 - 10

Остальное. принятые во вни1, Патент ЧССР _#_ 109884, класс

18 Q 2/30, от 1968.

2, Авторское свидетельство СССР

М 130056, М, Кл <С 21 С 1/00, 1951.

5 3, Авторское свидетельство СССР М 475407, М. КлЯС 22 С 35/00, 1973.

4, Патент США l4 3235417, класс

148-136, 1968,