Модификатор

 

Bc:"-.r:" ? и?нтвит::" ли

ОП Н-ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (}}}. 567766 (6?) Дополнительное к авт. свил-ву(51} М. Кл.

С 22 С 36/00 (22) Заявлено 01.04.78 (21) 2342386/02 с т?рисоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано05.08.77 Бюллетень №29 (45} Дата опубликования описания 12.09.77

Гасударственный квинтет

Совете Министров СССР ео делам изобретений н открытий (53) УДК621.748 (088.8) (72) Авторы

-изобретения

Ц. Ф. Еарбакадзе и В. Л. Лм??р?1д??

Грузинский ордена Ленина н ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В, Ц, Ленина (73) Заявитель (М) МОДИфИКЛТОР

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к модпфицироваиито чугуна магнием для отливки изложниц.

Наиболее распространенным для получения чугуна изложниц является модификатор, содержащий 0,4-;О,Й% металлического маг иия и О,5-:0,8% 75%»ного ферросилиц??я от веса жидкого металла )lj.

Известен также модификатор,?э состав ?0 которого входят, %: 0,25 ;0,30 металлического магния марки МГ-1 илп NI-2, 0,6-

0,7 75%-ного ферросилиция 0,20- -0,25 . криолита (Ма А.)b>). Проценты всех компонентов взяты из расчета на тонну жидко- }5 го чугуна Я.

Однако такой модификатор для обработки

?кидкого чугуна не обеспечивает в толстостенных отливках получение желаемой, структуры, В частности, не обеспечивается получение в стенках изложниц трехзэнной

- структуры чугуна по форме графитных включений, которая необходима для получения, излоткнттц В?л??том состоян???? с минимальными лите????ь?м?? и .ре?эм??чес????мн ??ат?ря???ен??я?„??? )(, Зтэ связано с тем, что модификаторы содержат ферросилиций в большом количестве, чем нарушается соотношение присаживаемого магния и кремния в жидком чугуне.

Известно, что кремний повышает скоростт роста графптных включений, увеличивает окончательный их размер и при увеличенном конпчестве его содержания? в магниевом чугуне нарушает прав??льную форму графит ных вкл?очений и способствует образованито крабовидного и квазипластинчатого графита почти по всей толщине толстостенных отливокк.

Цель изобретения состоит в, разработке такого состава модификатора для обработки чугуна в ковше, который обеспечил бы получение трехзоньой по форме графита структуры чугуна изложницы в ?титом состоянии и уменьшение лптеиных и термических напряжений, являющихся одним из основных факторов повьппения стойкости изложниц из тугуна, обработанного магнием без применения этжига, Поставленная цель дости?-ается тем, что

567766

Кинетику образования трехзонной;структуры предложенным составом модификатора можно обьяснить следующим; 30-407 магния,входящего в состав модификатора, обе - s5 печивает получение шаровидной формы графита в поверхностных слоях стенки изложницы, толщина которой колеблется от 80 до 200мм, Поверхностные слои имеют более повышенную скорость кристаллизации так как тепло 40 . от .и х моментально аккумулируется в фор-му и в стержень. Затем скорость кристал..:В лизации значительно падает, и сплав начинает кристаллизоваться в интервале температур.

При замедленной кристаллизации часть маг» д5 ния начинает ликвировать в центральной, части стенки, часть всплывает в верхние час1 ти отливки и незначительная часть, соединяясь с кремнием, образует соединения М Й.

Таким образом,. оставшегося свободного - 50 магния в расплаве недостаточно для образования всего графита шаровидной формы, и большое количество графита кристаллизуется в хлопьевидной форме. В средней части отливки свободный магний в расплаве еще 55 больше уменьшается из-за соединения . магния с кремнием и с серой, которыми еще больше обогащены центральные части отливки в виду, того, что эти элементы имек т склонность к ликвации.. Указанного коли- 60 з в предлагаемом модификаторе компоненты взяты в следующем соотношении, вес.%:

Магний 30-40

Ферросилиций СЙ-75 <35-45

Криолит Остальное

В результате процесса обработки жидко

ro чугуна предложенным модификатором дс стигае-ся трехзонная структура по форме графита на феррито перлитной металлической основе по сечению стенки изложипц, При атом, форма графитных включений следующая; на поверхностных слоях стенки изложницы форма графита шаровидная, в последующих слоях форма графита переходная — от шаровидной до хлопьевидной, в середине стенки форма графита карбовидная и грубопластин-, чатая, Соответственно основные характеристики стойкости материала изложницы j- механические свойства и модуль упругоститоже разные по толщине стенки.

Для определения качества были испытаны несколько вариантов состава модификатора.

Из изложниц, отлитых из обработанного атими модификаторами чугуна, были вырезаны керновые пробы по толщине стенок и подвергнуты . металлографическому исследованию, а изложницы . были пущены в эксплуатацию в мартеновском цехе РуставскЪго метзавода.

Состав .модификатора и результаты опьтов приведены в табл. 30 че тва криолита вполне достаточно для коагуляции и удаления сернистых соединений из расплава в верхних частях отливки.

При меньшем содержании магния в составе модификатора графит получается хлопьевидным в наружных слоях стенки изложниц.

А при увеличении количества магния образуются шаровидные формы графита даже в центральных частях отливки, При меньшем содержании кремния не обес- печивается получение феррито-перлитной металлической основы. А увеличение его количества влияет на форму графита отрицательно даже при повышенном количестве магния.

Возникновение неправильной формы графита в виде крабов при повышенном содержании кремния объясняют тем, что после начала роста сферолитов в расплаве начинает крис- таллизоваться ледебурит, при этом цементитные пластинки могут наталкиваться на растущие сферолиты. В дополнение к этому происходит распад ледебурите на графит, который ускоряется благодаря наличию избыточ ного кремния. Сферолиты окружены, таким образом, пластинками, которые могут оазветвляться. Разрезы по таким разветвлениям выявляются в микроструктуре в.форме крабов.

Введение криолита в количесгве меньшем, чем предложенное, не обеспечивает удаление полностью сульфидиых соединений, а большее количество ухудшает форму шаровидных графитных включений.

С

Трехэонной структурой достигается уменьшение литейных и термических напряжений в изложницах, механизм которого в упрощенном виде можно представить следующим образом: при заливке. стали в изложницах возникаюг термические напряжения, вызывающие образование трещин в стенках изложниц и их выход из строя.

В первые минуты после заливки стали на внутренней поверхности возникают сжимающие, а на наружной - растягивающие напряжения.

Эти напряжения вблизи нейтральной линии по сечению стенки незначительны. Внутренние поверхностные слои изложниц,подвергаемые действию высоких сжимающйх напряжений, а также взаимодействуя с газами и с залитой сталью, поражаются сеткой разгара. При пластинчатой форме графита сетка разгара проникает на глубину 5О-60 мм, а при шаровидной форме — только на глубину 15-20 мм. Поэтому структ„ру высокопрочного чугуна должны иметь только поверхностные слон стенки изложницы: снаружи для сопротивлеипя растягивающим усилиям и изнутри - для сопротивления коррозий, эрозий и действию механических нагрузок;

567766

Хлопье- Крабо- 34

25 30 Остальное ХлопьеПродольные 8 трещины . видная, 80% видная+ квазивидная

40%э !

КрабоШаровидная пластинчатая видная

60%

20%

Сетка раз35 40 Остальное Шаровид

Хпопье- )(лопьегара видная видная, ная

Шаровид- +грубо ная пластинчатая

45 50 Остальное Шаровид«Ш Шаровидная вид» ная ная хлопье7

Короб» ление видная

Составитель А. Кондратьев

Редактор E. Братчикова Техред 3. Фанта Корректор С. Шекмар

Заказ 2695/20 Тираж 766 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изМ тений и открытий

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

Ф итиал ППП Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Толщина этих слоев зависит от толщины стенки изложниц.

Средний слой чугуна должен иметь низкий модуль упругости, т.е. он аолжен быть пронизан большим количеством крупных включений графита смешанной формы — хлопьевидной и трубопластинчатой. Металличес40

Ф о р м у л а и з о б р е т.е н и я

М одификатор для обработки чугуна, содержащий магний, ферросилиций и криолит, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью увеличения стойкости изложниц без применения отжига за счет получейия трехI зонной по форме графита структуры чугуна в -олщине стенки, компоненты взяты в следующем соотношении, вес.%: кая основа чугуна должна быть ферритной, допускается до 10% перлнта. (..редний слой с низким модулем упругости, воспринимая на себя температурные нагрузки, снижает температурные напряжения, возникающие в поверхностных слоях изложниц

Магний 30-40

Ферросилиций

7 5%-ный 35-45

Криолит Остальное "

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Писаренко Г, A. Филиппов А. Е. Отливки металлургического оборудования, М., "Металлургия, 1960 г., стр. 98-99.

2. Журнал"Sfeva eestv (чех.}, 1972г., М 9) стр. 371.