Модификатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

< >697587 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 2Q0378(21) 2594472/22-02 с присоединением заявки М(23) Приоритет

М Клг

С 22 С 35/00

Государстаеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (53) УДК 669.15-198(088.8) Опубликовано 15,11,79. Бюллетень Мо 42

Дата опубликования описания 20.1179 (72) AITOpbl В. Г. Горенко, И. Г. Раздобарин, В.Л. Конопацкий, ИЗО ЕтЕИИЯ В. И. Корниенко, В.Ф. Злобин, В. Е. Яковчук и В.П. Артеменко (71) 3a 8HTell4 Институт проблем литья АН УССР и Киевский завод им. Лепсе (54) МОДИФИКАТОР

Изобретение относится к сбласти литейного производства, в частности, к вопросу модифициров,ания чугуна комплексными сплавами.

Известен модификатор (1),для чугуна следующего состава, вес,%:

Хром 20,0 — 60, О

Кремний 15, Π— 35, О

Редкоземельные металлы О, 001 — 1,4

Иттрий 0,001 — 4, 5

Стронций О, О 01 — 3, 5

Углерод О, 3 - 2, 5

Железо Остальное 15

Недостатком данного модификатора является то, что при изготовлении чугунных отливок с использованием в качестве литейных форм металлических кокилей в микроструктуре чугуна 20 наблюдается наличие структурносвободного цементита, что не допускается для отливок, работающих на износ, например, гильз двигателей.

Цель изобретения — разработка сос- 25 тава модификатора для чугуна, обеспечивающего снижение температуры его плавления и улучшение усвоения чугуном, повышение прочностных и антифрикционных свойств чугуна. 30

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый модификатор дополнительно содержит барий, алюминий и кальций при следующем соотношении компонентов, вес.%Хром 3,0-10,5

Кремний 45-65,5

РЗМ цериевой и иттриевой групп 0,01-2,5

Стронций 0,01-2,0

Барий 0i01-3,0

Алюминий 0,2-5,5

Кальций 0,1-5,0

Углерод 0,3-4, 2

Желе эо Остальное

Наличие в модификаторе бария повышает его модифицирующее действие и значительно уменьшает склонность чугуна к получению в микрострук туре структурносвободного цементита. Оптимальным содержанием бария является 0,01-3,0%. Увеличение содержания бария больше 3,0% приводит к появлению ферритных сторочек вокруг графитовых включений и снижению прочностных свойств чугуна.

Алюминий способствует уменьшению температуры плавления сплава и повышению степени его усвоения. Кроме того, он является сильным моднфици697587

Таблиц а 1 модификаторов, вес.Ъ

VI VII VIII

6,54 9,28 10,5 11,4

58,3 50,4 45,0 38,6

22,6 48,3 8,12

34 5 17,4 - 69,3

3,0

65,5

Хром

Кремний

РЗМ цериевой или иттриевой групп 1,47

Ор 01 0,84 1,88 2,5

0,62 0,16

2,04 0,13

1,26

0,3

1,14 2,0

3,0, 0,01

0i01

0,37

Стронций

Барий

Алюминий

Кальций

Углерод

Железо

0,37

0,54

5,5

3,87

0,82

1,42 0,19

0,52

0,94

0,2

2,18

3,14

1,17

1 96

1,46

2,43

0,1

0,87

5,00

0,64 0,93

0,8

4,17

0,85

0,98 ост. ос т, ост, ост, ост. ост. ост. ост.

1375 1295- 1307- 1315- 1318" 1325- 13601320 1330 1335 1330 1345 1370 .

Темпера тура плавления, С 1385

Степень усвоения, Ъ 72-76 71-78 81-85 80-85 82-86 82-87 80-86 75-80

Составы с обозначением 1 и 11 соответствуют сплаву-прототипу. Сплав ХХХ содержит по сравнению с предлагаемым составом модификатора больше кремния, а сплав VIII меньше кремния и больше хрома, Сплавы с обозначением $V VII соответствуют составу предлагаемого модиФикатора и содержат различное количество входящих в йего элементов.

Примечание рующим элементом. При содержании в модификаторе меньше 0,2Ъ алюминия он практически не влияет на температуру плавления и степень усвоения сплава чугуном, а при увеличении его количества больше 5,5% в чугуне начинают появляться окисные пленки, приМ одящие к снижению прочностных свойств металла., Ввод в состав модификатора каль ция способствует повышению числа 10 центров зарождения графитовых включений в жидком чугуне. При содержании кальция в количестве меньшем

0,1% его влияние на микроструктуру и свойства чугуна оказывается незна. чительным, а при увеличении его coИсследования показали, что пред лагаемый, модификатор имеет более низкую температуру плавления и боль- 55 шую степень усвоения жидким чугуном, Для исследования влияния сплавов, представленных в табл. 1, на изменение свойств чугуна использовали исходный чугун, выплавленный в печи

ДСП-0,5. Химический состав исходного чугуна следующий, вес.%: углерод

3,56; кремний 1,38; марганец 0,86; .хром O,ll; никель 0 07; сера 0,04 и фосфор 0,09. держания больше 5,0% в микроструктуре чугуна появляется повышенное количество неметаллических включений и уменьшаются прочностные свойства металла.

Пример . Для выплавки сплавов, соответствукщих по химическому составу сплаву-прототипу и модификатору предлагаемого состава использовали ферросилиций, ферросиликохром, силикокальций, мишметалл, алюминий и сплавы, содержащие стронций и барий. Выплавку сплавов проводили в индукционной печи МГП-102, Химический состав и свойства исследуемых сплавов приведены в табл. 1.

После расположения чугун перегревали до 1460 + 15 C выдерживали в печи и при охлаждении металла до

1420 С выливали его порциями в ковш, в который присаживали 1,2% одного из сплавов. После перемешивааия и очистки шлака чугун залив али в форьн с опытными образ— цами.

Изменение свойств чугуна при обработке его исследуемыми модификато-; рами приведено в табл. 2.

697587

Таблица 2

Свойства чугу

Составы

VIII

Предел прочности при растя- 21,3- 21 6- 21,7- 22,7- 22,9- 23,1- 23,3- 22,6жении кгс/мм 21,8 22,3 . 22,5 23,4 23,7 24,2 24,5 23,2

Предел текучести, кгс/мм2 l5,6

16,8 .17,1 27,3

Стрела прогиба, мм 2,9- 2,9- 3,1 3,2 3,3 3,4 3,3 3,1

3,0 3,1

12950-13000- 13100- 13200- 1300013100 13250 13400 134500 13100

Модуль упругости, кгс/мм2

1270012800

Твердость (НВ) кгс/мм 2

180 190 180 190 195 202 217 187

Относительная износостойкость 1,0 1,08 1,06 1,12 1,19 1,23 1,34 1,09

Величина отбела на клине, мм

0,5 0,6 1,3

26 29 1,1 0

Формула изобретения

Составитель Т. Платицина

Редактор О. Колесникова Техред О.андрейко Корректор Е.Папп

Заказ 6544/8 Тираж 727 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, у -З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4

Из данных таблиц видно,что испольование для влепечной обработки исходного чугуна модификатора предлагаемого состава,по сравнению с сплавом-прототипом, позволяет повысить предел 35 прочности при растяжении с 21, 3-22, 3 до 22,7 — 24.5 гкгс/мм, предел текучести с 15,6 до 16,8 — 17,3 кгс/мм увеличить величину стрелы прогиба с 2,9-3,1 до 3,2-3,4 мм, увеличить 4Q модуль упругости с 12700-12800 до

12950-13450 кгс/мм, повысить твердость с 180-190 до 190-217 кгс/мм,,увеличить на 6-34% относительную износостойкость, уменьшить с 2,6 45 до 0,5 - 0,6 мм величину отбела на клине и получить более мелкодисперсную микроструктуру металлической матрицы и меньшую длину графитовых включений. S0

Модификатор, содержащий хром, кремний, редкоземельные металлы цериевой и иттриевой групп, стронций, углерод и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения температуры плавления, улучшения усвоения чугуном и павыаения прочностных и антифрикционных свойств чугуна, он дополнительно содержит барий, алюминий и кальций при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Хром 3,0-10,5

Кремний 45-65,6

Редкоземельные металлы цериевой и иттриевой групп 0,01-2,5

Стронций О, 01-2,0

Барий 0t01-3,0

Алюминий 0,2-5,5

Кальций 0,1-5,0

Углерод 0,3-4,2

Железо Остальное

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 487155, кл. С 22 С 35/00.