Модификатор
аеьтонтно. -.
1, " от;-.„ Союз Севетеннх Сецнапнстнческнк Респубпнк ОЙИ(:АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 010277 (23) 2447460/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (53) М. Кл. С 22 С 35/00 Государстиенный комитет СССР но делам изобретений и открытий (Щ) УДК 621.745. (088. 8) Опубликовано05.0479. Ью.ллетень № 13 Дата опубликования описания 050479 А.А. Шейко, В.П. Латенко, В.Г. Зеленый, С.H. Примеров и A.Â. Клибус Институт проблем литья AH Украинской ССР (54) МОДИФИКАТОР Изобретение относится к производству металлов и сплавов, в частности к производству лигатур для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов, и может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности для повышения физико-механических свойств этих сплавов. Для работы в условиях низких температур от чугуна как конструкционного материала требуется высокая вяз.ткость, что достигается прежде всего пониженным содержанием кремния в нем. Как правило, модификаторы для чугуна ® характеризуются наличием в их составе значительного количества кремния. Это исключает воэможность их применения для сфероидиэации графитных включений в чугуне, если он предназначен для изделий, работающих при, низких температурах. Известен модификатор состава,4: МЯ 3,5-20, Са 3,0-2,4 редкоземельйые металлы (РЗМ) 0,1-15, Ге 8-20, Si— остальное (1) . Существенным недостатком известного модификатора при использовании его для модифицирования хладовязких чугу-: нов является прежде всего высокое со-;ЗО держание в нем кремния. Это серьезно препятствует использованию этого модификатора для обработки материалов с низким содержанием кремния или не содержащих кремний, когда к этим материалам предъявляются ответственные требования по вязкости. Повышение хладовяэкости модифицированного чугуна в значительной мере связано с гомогенизацией его структуры. Отсутствие никеля и олова в составе модификатора, применяемого для получения хладовязкого чугуна, крайне отрицательно сказывается на упрочнении его металлической основы. Целью изобретения является разра ботка состава модификатора для полуЙения чугуна с шаровидным графитом с высокой ударной вязкостью и изготовление отливок, работоспособных при отрицательных температурах -75 С. Цель достигается тем, что в предлагаемый модификатор дополнительно вводят никель, олово, алюминий при следующем соотношении компонентов, вес,В: Кальций 3- 7 Магний 8-12 РЗМ 25-35 никель 30-35 655743 4 точным его содержанием в хладовязком чугуне. Совокупность магния с высоким содержанием РЗМ обуславливает возможность достаточно малого расхода модификатора для достижения модифици-, рующего эффекта. Кальций, входящий в состав модификатора, действует как десульфуратор, облегчая образование шаровидной формы графита и устраняя образование в модифицированном хладовязком чугуне черных пятен . Содержание никеля и олова в модиФикаторе определяется верхним и нижним его пределом в модифицированном хладовязком чугуне при различном количестве вводимого модификатора. Верхний предел по содержанию алюминия определяется верхним пределом его содержания в хладовязком чугуне. При повышении в хладовязком чугуне оптимального содержания алюминия он начинает оказывать отрицательное влияние на ударную вязкость чугуна. Примеры осуществления предложенного способа. Сравнивались механические свойства чугуна, модифицированного ЖКМК, соответствующим модификатору — прототипу Р 1 и Р 2, а также модифика- . тором описываемого состава Р 3 и Р 4. Температура модифицирования чугуна 1460-1480 С, температура заливки ,стандартных клиньев — 1350-1370 С. Химический состав модификаторов и модифицированных чугунов приведен в таблицах Р 1 и Р 2. Т а б л и ц а 1 Олово 6,1-10 Алюминий 6 0=10 0 Железо Остальное Существенным преимуществом модиФикатора перед известным является прежде всего отсутствие кремния. Наличие значительного количества модиФицирующих элементов как при верхнем, =ак и нижнем его пределе дает возможность получения шаровидной формы графита в чугуне при небольших количествах введенного в чугун модифика- 10 тора (0,5-1Ъ) . С другой стороны, наличие в составе модификатора никеля и олова приводит к упрочнению металлической ос; новы чугуна при одновременной гомо- )5 генизации ферритной его структуры, способствует в конечном счете. уменьшению величины графитных включений при благоприятном их распределении. Наряду с легирующим влиянием никель и алюминий оказывают и графитизирующее влияние в модифицированном ,чугуне., Магний и РЗМ являются основными глобулизирующими элементами графита в чугуне. Выбор этих элементов связан следующей зависимостью. При высоком содержании магния (12%) содержание РЗМ принимают по нижнему пределу (25%) и наоборот. Ограничение 30 содержания магния по верхнему пределу обусловлено значительным его дымовыделением и выплесками жидкого чугуна при вводе модификатора, по нижнему пределу — необходимым остаМеханические сиенские модифицированных чугунов.при +20 C мический состав вводимого модификатора, Ъ Р плавки g P с(мФ)1 кГм/ НВ см 57,2 9,6 4,5 197 — 62,1 6,3 4,0 207 1 20 0 8, О 20, О 49, О 2 24,0 3,5 15,0 8,0 49,5 4 3,0 12,0 25,0 10,0 — 30 10,0 10,0 53,1 19,6 15,6 139 ) Средние показатели по трем измерениям, ю ) На образцах без надреза, 3 7,0 8,0 35,0 2,9 — 35,0 6,1 6,0 54,7 19,4 14,8 149 655743 Таблица 2 I имический с Ng Р 1 3,0 20,0 8,0 20,0 49,0 2,6 2,1 0,9 0,3 2,8 2,3 1,0 0,4 2 24.0 3,5 15,0 8,0 49,5 3 9 3,8 2,2 1,4 4,0 3,7 2,1 1,2 3 7 0 8 0 35 0 2 9 - 35в0 6ю1 6 0 5 4 4 9 4ю0 2ю6 5,2 5,0 4,0 2,7 4 3,0 12,0 25,0 10,0 — 30,0 10,0 10,0 5,2 4,8 3,9 2,6 5,3 4,9 3,8 2,6 за вьпгге, чем у чугуна, модифицированного модификатором прототипом Р 1 и Р 2 при температуре минус 50 C — в 2-3,8 раза, а при минус 75ОC — в 1,8-2,2 раза выше ° Формула изобретения Составитель A.Êoíäðàòüåâ Редактор Е.Братчикова Техред М.Петко Корректор B. Куприянов Заказ 1461/22 Тираж 726 Подписное ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, i-35, Раушская наб.,д.4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Из приведенных данных следует, что чугун, модифицированный модификатором — прототипом, обладает несколько более высокими показателями по пределу прочности на разрыв, но существенно уступает чугуну, модифицированному модификатором описываемого состава, по показателям ударной вязкости и относительного удлинения. Причем данный чугун отличается значительно более низкой твердостью. Испытания при пониженных температурах проводились на ударных образцах с надрезом. Испытания проводили 40 б о при температурах плюс 20 С, минус 20 С, минус 50 С, минус 75 С. Как видно, ударная вязкость, определенная на образцах с надрезом чугуна, модифицированного модификато- 4S ром - прототипом Р 1 и Р 2 при температуре плюс 20ОC в 1,3-1,5 раза ниже, чем чугуна,.модифицированного модификатором описываемого состава Р 3 и Р 4. 50 При отрицательных температурах (минус 20 C) ударная вязкость чугуна, модифицированного модификатором описываемого состава Р 3 и Р 4 в 1,5 раМодификатор, содержащий кальций, магний, редкоземельные металлы и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения ударной вязкости модифицированного чугуна при отрицательных температурах до -75 С, он дополнительно содержит никель, олово и алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ: Кальций 3-7 Магяий 8-12 Редкоземельные металлг 25-35 Никель 30-35 Олово 6, 1-10 Алюминий 6,0-10 Железо Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство Р.461054 кл. С22 С 35/00, 1974.