Лигатура

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<о773119 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено20. 04. 79 (2t) 2755647/22-02 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 23,1080. Бюллетень М 39

Дата опубликования описания 25.1080 (51}М. Кл.

С 22 С 35/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.15-198(088,8) (72) Авторы изобретения

Г, Н. Штыка, М. В. Волощенко, A. В. Бородин, И ° Г Осинский, П. А. Вареник и С. Н. Примеров

Институт проблем лит (71) Заявитель (54) ЛИГАТУРА 20-40

0,1-10

2-19

Остальное, Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к изменению высокоэффективных лигатур и модификаторов для получения высокопрочного чугуна с повышенным уров- 5 нем механических и эксплуатационных свойств.

Известна лигатура, которая содержит, вес.В: магний 3-12, кальций 69,5, кремний 2-15, железо 2-15, РЗМ 10

1,5-6, углерод 0,15-0,45, алюминий остальное f1)

Недостатком этой лигатуры является повышенное содержание магния, кальция -и железа, что не только увеличи- )5 вает ее стоимость, но и заметно усложняет получение высокопрочного чугуна.

Наиболее близкой к изобретению по 2О технической сущности и достигаемому эффекту является лигатура следующего состава (2j, вес.a:

Магний 5-10

Кальций 3-20 25

Редкоз емель ные металлы

Алюминий

Железо

Кремний

Существенным недостатком такой лигатуры является то, что она не обеспечивает повышение окалиностойкости, ростоустойчивости высокопрочного чугуна и эксплуатационной стойкости изготовленных из него отливок.

Указанные недостатки объясняются в основном низким содержанием в его составе .алюминия. Поэтому обработка этим модификатором награночного чугуна не обеспечивает в нем необходимое содержание алюминия для окалиностойкости, ростоустойчивости и других важных свойств. Олновременно в известном модиФикаторе содержится повышенное количество магния и кальция, что вызывает значительный пироэффект и в ряде случае выброс металла, снижает относительное усвоение магния, приводит к ошлаковыаанию и появлению более тугоплавкого шлака. Все эти факторы исключительно усложняют процесс получения отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Высокое содержание РЗМ в модификаторе существенно увеличивает его стоимость.

Цель изобретения - повьваение окалиностойкости, ростоустойчивости высокопрочного чугуна и эксплуатацион773119

Т а б л и ц а 1

Известный состав

22 3,4

Предлагаемый состав

0 06 72

0 01 85

1,4 60

3,6 67,, 10 98

1 6,2

10,3

Осталь- 18 ное

0,8

1,4

0,7

Остальное

1,6

2,9

0,1

2,9

0,9

0,7

0,01

0,3

0 07

15 ной стойкости изготовленных из него отливок.

Постанленная цель достигается тем, что предлагаемая лигатура содержит компоненты в следующем соотношении, вес.Ъ:

Магний 0,3-2,9 3

Кальций 0,01-2,9

РЗМ 0,03. — 10

Алюминий 60-98

Кремний 0,1-15

Железо Остальное

Выбранные содержания магния, кальция и РЗМ в предлагаемой лигатуре определяются технологическими особенностями получения окалиностойкого высокопрочного чугуна в производственных условиях и следующими факторами.

Обычно чугун выплавляют в вагранках и в процессе разливки н ковш модифицируют модификаторами или лигатурами.

Содержание магния н лигатуре свыше Щ верхнего предела -2,9Ъ вызывает пироэффект, сопровождающийся выбросом жидкого металла, Одновременно относительное усвоение магния чугуном снижается. Меньшее содержание магния, ц ниже нижнего предела — О,ЗЪ, не обеспечивает образования в чугуне шаровидного графита и соответственно его высоких свойств. В отношении кальция, главным фактором при его содержании свыше верхнего предела — 2,9%, является интенсивное ошлаковывание, со-. провождающееся образованием тугопланкого шлака. При содержании его в лигатуре в количестве 0,01 вес.Ъ и более устойчиво проявляется его

З5 положительное влияние, заключающееся в выполнении рафинирующей способности лигатуры, а также улучшении формы графита.

Аналогично кальцию, при содержании

Р3М в лигатуре 0,01 нес. Ъ и выше последние начинают оказывать на чугун ремодифицирующее действие и улучшают в нем форму графита. Однако при содержании РЗМ в лигатуре свыше 10 вес.В в обрабатываемом чугуне нвиду избыточного количества РЗМ повышается склонность к отбелу, появляется хрупкость, исчезает сфероидизирующий эффект.

Повышение содержания алюминия в лигатуре, по сравнению с известным модификатором, связано с тем, что предлагаемая лигатура предназначена для окалиностойкого, ростоустойчивого высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. В процессе модифицирования чугуна при его выпуске из печи, регулируя количестно вводимой лигатуры и содержание в ней алюминия, можно получать чугуны с различным содержанием алюминия от 2 до 23%, например 9 41-04Ш, ЖЧ1-02ХШ, ЖЧ10605, ЖЧ1-022Ш и др. При этом оптимальные содержания алюминия определяются пределами 60-98 нес.Ъ.Меньшее его содержание, ниже нижнего пре- дела, требует значительного коли.чества вводимой в чугун лигатуры, что снижает температуру расплава.

Большее, сныше верхнего предела — нецелесообразно, так как снижается содержание в.лигатуре кальция, магния

H РЗИ.

Содержание кремния н предлагаемой лигатуре должно находиться н пределах 0,1-15 вес.В, так как при его большем содержании (свыше 15 нес.Ъ) и обрабатываемси чугуне появляется избыточное количество кремния — сныше

2%, что не допускается по ГОСТУ, а при меньшем, чем 0,1 нес.Ъ кремния, лигатура теряет свою технологичность.

Для определения оптимального состава предлагаемой лигатуры проводят опытные плавки высокопрочных чугунов типа ЖЧ1-04Ш и ЖЧ1-022Ш (чугаль

/!

ГОСТ 7763-76).

Опытные составы лигатур приведены в табл. 1. 773119

Т а б л и ц а 2

Опытная лигатура, Р

Исследуемые свойства

3 4 5

Ростоустойчивость (толщина фланца отливки мм) 75 42

Разру- 46 шение.Эксплуатационная стойкость отливок, мес

Чугуны выплавляют в 8 т-ной вагранке. Одинаковую добавку 6% лигатур повышают н нагретый до 600-800ос раэх ивочный ковш. Такой добавкой во всех вариантах модифицируют 2 т жидкого чугуна.

В процессе исследований определяют окалиностойкость, ростоустойОкалиностойкость (принес образцов, г/м ) 0,19 0,11 0,10

П р и м е ч а н и е: Толщину фланца после 3 месяце тель) испытани

Из принеденных результатов следует, что предлагаемая лигатура состанон 9 2-6 обеспечивает,по сраннению с известным модификатором, существенное повышение всего комплекса .исследуемых свойств. При этом принес образцов на окалиностойкость снижается с 0,19 до 0,10 г/м1 ° ч ° т ° e° . 4О почти в два раза. После 3-х месяцев испытаний толщина фланцев отливок, модифицированных лигатурой составов

Р 2-6, с 40 мм увеличинается всего лишь на 2-3 мл или остается постоян- 45 ной.

Отлинки, модифицированные известным модификатором, интенсивно окисляются, имеют толщину фланцен 75 мм и раЪгрушаются на 4-м месяце испытаний. Это свидетельствует о высокой ростоустойчивости отливок, модифици Рованных предлагаемой лигатурой.

Высокие окалиностойкость и ростоустойчивость обеспечивают отливкам существенное увеличение эксплуатационной стойкости. Так отливки, модифицированные известным модификатором, разрушаются на четвертом месяце непрерывных круглосуточных испытаний, в то время, как отливки, модифициро- $9 ванйые предлагаемой лигатурой составов 2-6, простаивают без разрушения свыше 6-ти месяцев испытаний.

Аналогичные результаты получены при доподнительных испытаниях Опыт» я чиность и эксплуатационную стойкость отливок иэ чугуна, модифицирован ного опытными составами лига тур

Результаты испытаний образцов и отливок на чугуне типа ХЧ1-04И приведены н табл. 2.

0,12 0,12 0,11 0,16 0,15

43 42 40 47 48

47 48 45 58 61 экспериментальных отливок замеряли н (числитель) и б месяцев (знаменай. Исходная толщина фланца — 40 мм. г ных образцов и отливок иэ другого чугуна марки ЖЧ1-022Ш. При условии модифициронания предлагаемой лигатурой составов 2-6 привес образцов на окали-. ностойкость составляет 0,15-0,18г/матч, увеличение размерон фланцен отливок не наблюдается после б-ти месяцев испытания, а срок службы их увеличивается н 1,5-2 раза. При модифицировании известным модификатором окалиностойкость составляет 0,22 г/м.ч.

Таким образом, предлагаемая лигатура является универсальной, так как позволяет получать чугуны с различным содержанием алюминия и с высоким уровнем окалиностойкости и ростоустойчивости. Повышение этих свойств обеспечивает в итоге заметное увеличение эксплуатационной стойкости от- " ливок ° Предлагаемую лигатуру можно рекомендовать для широкого применения при иэготонлении отливок подставок для котлов, крышек и других изделий химической аппаратуры, а также для кокилей, рольгангон рольганговых печей и т.д. Увеличение- срока службы этих отливок в 1,5-2 раза обеспечивает заметное повышение произнодительности труда на 5-6Ъ эа счет уменьшения простоя на одни сутки н месяц и времени переналадки. формула изобретения

Лигатура, содержащая магнии, кальций, .редкоземельные металлы, алижи773119

60 — 98

0,1-15

Остальное, Алюминий

Кремний

Железо

0,01-10

Составитель Т. Платицина

Ре акте,И. Нанкина Тех е М.Рейвес Кор екто Н. Стец

Тираж 694 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва 3-35 Ра ская наб. д. 4 5

Заказ 7435/34

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ний, кремнии и железо, о т л и ч аю щ а я с я тем, .что, с целью повышения окалиностойкости, ростоустойчивости высокопрочного чугуна и эксплуатационной стойкости изготовленных из него отливок, она содержит компо агенты в следующем соотношении, вес.%:

Магний О, 3-2,9

Кальций 0,0 1-2,9

Редкоземельные м еталлы

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 464645, кл. С 22 С 35/00, 1975, 2, Авторское свидетельство СССР

Р 490860, кл. С 22 С 35/00, 1975,