Способ получения железоуглеродистых сплавов

 

Союз Соаетсиин

Социал истическин

Республии

О П И С А Н И Е 1 889714

ИЗОБРЕТЕН ИЛ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У (6l ) Дополнительное к авт, санд-ву (22) Заявлено 18. 04. 80 (2l ) 2910888/22-02 с присоединение1н заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 15. 12.81, Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 18.12.81 (51)М. Кл.

С 21 С 1/00

3Ьоударетвснный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621. .745(088.8) Д. Н. Худокормов, M. В. Волощенко, В. M. Королев, Н. Н. Дронюк, С.Н. Леках, О.В. Нагдык, И.Ю. Сапонько и О.Я.Значковский (72) Авторы изобретения

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт и Институт пробл м-литья

АН Украинской ССР (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ >ХЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ

СПЛАВОВ

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения отливок из высокопрочного чугуна с применением в шихте металлизованных окатышей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ плавки в электрических печах металлизованных окатышей, заключающийся в загрузке в печь окатышей, углеродсодержащей добавки, возврата собственного производства, нагреве, расплавлении, доводке чугуна по химическому составу, модифицировании сфероидизирующей

15 присадкои, вторичном модифицировании, разливке сплава в формы (1)

Однако чугун, выплавленный данным способом, имеет недостаточно высокие показатели ударной вязкости в диапазоне температур от,+ 20 до -60 С.

Цель изобретения — повышение ударной вязкости высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, выплавленного из металлизованных окатышей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему расплавление шихты, доводку металла по химсоставу, модифицирование сфероиди1зирующей присадкой и повторное модифицирование 753-ным ферросилицием, расчетное количество углерода вводят в сплав в два приема: 90-92 углерода в составе шихты, а оставшееся количество в смеси со сфероидизирующей присадкой перед разливкой чугуна.

В качестве сфероидизирующей присадки может быть использован магний или различные магнийсодержащие комплексные модификаторы. Предлагаемый способ позволяет пс>высить ударную вязкость высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, выплавленного из металлизованных окатышей.

Повышение ударной вязкости чугуна достигается за счет усиления ферритизирующего эффекта s процессе затверз 88971 девания и охлаждения чугуна, а также в связи с уменьшением микрогетерогенности сплава l1o кремнию. Усиления ферритизирующего эффекта можно достигать путем ввода значительного коS личества кремния в чугун непосредственно перед разливкой последнего в формы. Однако при этом, несмотря на полную ферритизацию металлической основы, ударная вязкость полученно- 10 го чугуна с шаровидным графитом невысока. Это является следствием неравномерного распределения кремния по объему сплава и наличия неметаллических включений. Ввод кремния в сплав вместе с металлозавалкой позволяет существенно устранить неравномерность его распределения, но ослабляет ферритизирующий эффект, и для получения ферритной.металлической основы в данном случае необходимо проводить вторичное модифицирование чугуна 0,6-0,93 ферросилиция или кристаллического кремния. Чугун, выплавленный таким способом, имеет по сравнению с полученным по известному способу более высокие показатели ударной вязкости.

Таким образом, одним из условий повышения ударной вязкости чугуна, 3,0-3,3

1 9 3,0,0,01-0,05

0,01-0,03

0,01-0,03

0,01-0,10

0,03-0,05

0,01-0,03

0,005-0,020

0,004-0,008

0,01-0,10

Остальное

Углерод

Кремний

Марганец

Хром .Никель

Алюминий

Магний

Кальций

Церий

Титан

Барий

Железо

2S а„, кгс/см (при 20 С в литом

СОСТОЯНИИ) Способ получения высокопрочного чугуна

Количество углерода, вводимого в чугун в составе шихты, Количество углерода, вводимого в чугун совместно со сфероидизирующей присадкой, 4

16,0

100

Известный

Предлагаемый

16,2

17,8

1-8, 0

17,0

92

12

Ж исходя из степени усвоения углерода.

Количество усвоившегося углерода при вводе его совместно со сфероидизирующей присадкой даже при добавках свыше 103 расчетного не превышает 0,33

SS от веса чугуна. В связи с этим при увеличении добавки углерода, вводимой совместно со сфероидизатором, свыше 10 0 в структуре металлической

Как видно из таблицы, ввод расчетного количества углерода в два приема повышает ударную вязкость чугуна.

Нижний предел количества углерода, .вводимого в чугун совместно со сфероидизирующей присадкой, определяется

4 эффективностью влияния его на ферритизацию металлической основы и составляет 83, а верхний предел выбран, 4 4 имеющего ферритную металлическую основу, является уменьшение доли кремния, вводимого в сплав непосредственно перед разливкой. Данное условие соблюдается в случае ввода расчетного количества углерода в чугун в два приема. Это усиливает ферритизирующий эффект, позволяет уменьшить расход кремния при вторичном модифицировании и повышает ударную вязкость выплавляемого чугуна. Сплав имеет следующий химический состав, вес.3:

Показатели ударной вязкости высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, полученного различными способами, представлены в таблице.

Формула изобретения

Составитель А. Кондратьев

Редактор М. Митровка Техред З.фечо Корректор Г. Назарова

Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10900/45

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

5 8897 основы появляется перлит и соответственно несколько снижается ударная вязкость чугуна.

Il р и м е р. Чугун может выплавЛяться как в дуговой, так и в индукционной электрической печи. В конкретном случае плавка осуществляется в тигельной индукционной печи. В качестве шихтовых материалов используют металлизованные окатыши с различным содержанием углерода (0,01 5,0i), возврат собственного производства, карбюризатором служит электродный бой (в качестве карбюризатора могут быть использованы и другие углеродсодержащие материалы). Расчетное количество углерода состоит из . углерода, переходящего в металл из металлизованных окатышей и возврата собственного производства, углерода, вводимого в шихту в виде электродного боя, и углерода, который, дают в ковш, в смеси со сфероидизирующей присадкой. Степень усвоения углерода из окатышей и электродного боя находится в пределах 78-853. Количество углерода, вводимого в шихту, а также в смеси со сфероидизирующей присадкой изменяется в пределах 88-953 и

5-12/, соответственно. Кремний дают в расплав в виде Ферросилиция ФС45.

После расплавления шихты и перегрева чугуна до 1420- 1520 С сплав выпускают в разливочный ковш, на дно которого помещается сфероидизируюзз щая присадка в смеси с порошком черного графита (возможно использование и других углеродсодержащих материалов при условии, что фракция их составляет 0-0,3 мм). Смесь лигатуры и черного графита накрывается сталь14 6 ным листом. Перед разливкой в формы проводится вторичное модифицирование чугуна 0,2-0,53 ферросилиция ФС75.

Количество ферросилиция ФС75 выбирают из условия получения в литом состоянии ферритной металлической основы чугуна. Сплав испытывают как в литом состоянии, так и после термообработки по указанному режиму. Испытания проводятся при +20 и -60 С.

Установлено, что чугун, выплавленный по предложенному способу, имеет ударную вязкость на 8-103 выше по сравнению со сплавом, полученным известным способом.

Способ получения железоуглеродистых сплавов, включающий расплавление шихты, доводку металла по химсоставу, модифицирование сфероидизирующей присадкой и повторное модифицирование

753-ным ферросилицием, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью .повышения ударной вязкости чугуна, расчетное количество углерода вводят в металл в два приема: 90-924 углерода в составе шихты, а остальное количество в смеси со сфероидизирующей присадкой перед разливкой сплава.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сапонько И.Ю. Исследование и разработка технологического процесса производства высококачественных чугунных отливок с применением металлизированного железорудного сырья. Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук., Минск, 1979.