Лигатура

 

В. Г. Горенко, В. Ф. Злобин, В, E. Яковчук, П. И. Загоровский, О. M. Ковалев, М. А. Рысс, В. П. Зайко и Ef Й Байрйяов-"- -=,....

1 с

Институт проблем литья АН Украинской CCP

t (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) ЛИГАТУРА

5-30

5-25

5-.35

О, 1-10

5-20

0,3-4

Изобретение относится к области черной металлургии и литейного произвоцства, в частности к вопросу выплавки легируюше-моцнфицируюших сплавов и их ,использования цля внепечной обработки чугуна.

Известна лигатура, соцержашая никель, молибден, хром, вольфрам, марганец, кремний, железо (1) .

Однако модифицнцируюшего цействия указанная лигатура не оказывает и способствует выделению в чугуне структурно свобоцного цементита.

Наиболее близкой по технической суш15 ности и постигаемому эффекту к предлагаемой является лигатура следуюшего состава (2 j, вес. %:

Хром

Н икель

Молибден

Вольфр ам

Кремний

Углероп

Фосфор О, 1-10

Железо Ос тальное

Недостатком известной лигатуры является то, что она имеет сравнительно высокую температуру плавления и аля повышения полноты усвоения требует перегрева обрабатываемого чугуна. Кроме того, она облацает слабым модифицируюшим действием и вследствие этого мало способствует улучшению микроструктуры чугуна, особенно улучшению формы и уменьшению графитовых включений. Все это привоцит при ее использовании цля обработки чугуна к малому повышению прочностных и антифрикционных его свойств.

Цель изобретения — снижение температуры плавления лигатуры, улучшение и повышение его физико-механических свойств чугуна

Поставленная цель цостигается тем, что лигатура, соцержашая молибден, кремний, фосфор, хром, никель, углерод, железо, дополнительно содержит медь, 3 90708 аллюминий кальций и барий при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Молибден 30,0-40,0

Кремний 8,0-25,0

Фосфор 0,3-8,5 3

Хром 15,0-35,0

Никель . 5,0-30,0

Углероц 0,25 3,5

Мець О, 1-12,5

Алюминий О, 1-4,5 Я

Кальций 0,05-5,0

Барий 0,05-3,0

Железо Ост альное

Ввод в состав сплава молибдена повышает прочностные свойства металлической мат И рицы чугуна и ее термостойкость. Существенное его влияние проявляется при соцержанин его в сплаве больше 10%. При увеличении соцержания молнбцена больше

50% наблюцается прекращение повьпиения цнсперсности перлита и, в связи с этим, незначительное повышение физико-механических свойств чугуна.

Кремний является моцнфнцирукицим и при опрецеленном соцержании способству щ ет значительному облегчению измельчения рассматриваемого сппава. Проявление модифицирующего цействия кремния и облегчение цробимости сплава появляется при соцержании кремния больше 8%. При увеличении соцержания кремния больше

25% цальнейшее положительное влияние на моцифицирование чугуна, улучшение его микроструктуры и повьпиение свойств ,проявляется слабо.

В8оа в состав лигатуры меци обеспе- З> чивает снижение температуры ее плавления и способствует перлитизации микроструктуры чугуна. Положительное влияние меци на микроструктуру и свойства чугуна начинает. проявляться при ее соцержанин в «© сплаве в количествах больше 0,1%. nps увеличении соцержання меци болыпе 12,5% цальнейшего заметного улучшения мик« роструктуры и повышения свойств чугуна не наблюцается.

Алюминий значительно снижает температуру плавлении лигатуры. Кроме того» являясь сильным моцифнкат ором, алю» миний при ОптимальнОм соцержании В сила» ве способствует: значительному улучше- © нию микроструктуры чугуна. Влияние алюминия начинает проявляться при его соаержании в сплаве в количествах болыпе

О, 1%, При повышении содержания в сплаве алюминия больше 4,5% в чугуне появ- М ляются окисные пленки, которые снижагог прочностные и антифрикционные свойсгва чугуна.

0 ф

Кальций является сильным моцификатором, который улучшает форму и уменьшает размеры графитовых включений чугуна.

Его оптимальное влияние проявляется при соцержанин 0,05-5,0%. При увеличении соцержания кальция больше 5% он способствует образованию на поверхности кусков лигатуры окисной пленки, замедляющей растворение сплава.

Действие бария на микроструктуру и свойства чугуна аналогично кальцию.

Химический состав исслецованных лигатур привецен в табл. 1.(Лигатуры с с обозначением t,í И способствуют известной с обозначением И1- Vtt — прецлагаемой литературе.) ..

Иэ привеценных цанных слецует, что прецлагаемая лигатура имеет по сравнению с известной более низкую температуру плавления и более полное усвоение.

Пример . В качестве исхоцного чугуна используют чугун слецуюшего хи-, мического состава, вес. % 3,41-3,48 уr лероца;. 1,23 1,28 кремния, 0,53-0,56, марганна; 0,08-0„09 фосфора и 0,04 серы . Плавку чугуна провоцят в цуговой электропечи ДСП-О,5. Температура чугуча в процессе выпуска и обработки лигатурами находят в прецелах 1380 +

Ф5 С.

Обработку чугуна проиэвоцят цвумя способами. В одном случае исхоцный чугун обрабатывают по 1% всех исследуемых лигатур,, а во втором случае целают поцшихтовку чугуна таким образом, чтобы при использовании различных сплавов химический состав чугуна был примерно оцинаковым.

Влияние 1% лигатур различного состава на микроструктуру и свойства обрабатываемого исхоцного чугуна можно прослецить по ценным, прецставленным в табл. 2. Из цанных табл. 2 внцно, что использование лигатур прецлагаемого состава позволяет улучшить микроструктуру чугуна и повысить его физико-механичес.кие свойства, особенно прочностные и актифрикцио нные.

В табл. Э приведены цанные по изменению химического состава микроструктуры и свойств чугуна при обработке исхоцного чугуна известным сплавом (состав с обозначением tt) и сплавом прецлагаемого состава (состав с обозначеmew IV,9 и МП ). Во всех случаях цля получения примерно оцинаковых составов обработанного чугуна провоцят поашнхтовку необхоцимым количеством ферросплавов или чистых металлов.

5 907080 6

Данные табл. 3 показывают, что ис вестного использование лигатуры пред=

I пользование предлагаемых лигатур поэ- лагаемого состава позволяет повысить воляет за счет комплексного использо- прецел про чости при растяжении иа 10вания легирующих н моцефицируютих 36%, предел прочности при изгибе на элементов в оптимальных количествах 12-20%, страд прогиба на 5-8% и . в одном сплаве получить более высокие тверцости иа 15-40 ец. HB. Оцноврефнэико механические свойства чугуна. менно отмечается повышение износостой«

Лровеценные исслецоввния показывают, ко тн чугунов в среднем на 20% и терчто по сравнению с использованием из- мострйкости 1,2-1,8 раза..;Таблица l

32,17 10 0

l9,28 25,0

Молибден

Кремний

Фосфор

8,14

18,3 $

35,37 40,0

3,68

6,49

3,67

Хром

24, 12

14,87

21,64 29,61

16,23

5,0

4,19

0,25

0,29 1,26

0,04 12,5 1

0,62

0,56

3,5

0,54

6,37

О,i

4,21

0,32

0,10

3,81

2,18

3,04

1,26

0,87

0,14

Кальций

Варнй

0,28

3,0.

0,0S

0,47

S,0

0,05

Оста ж» ное .

Остальноее

Остаи

Ос таль- ОстальОстальное

Остальное ное

13351340

Т. пл., С

l28S1295

12951310

1300l3 1S

13 151352

13251345

13 10132О .

Усвоение лигатуры,% 7274,5

78,081,5 .

80,0- 85,584,5 88,0

83,587,5

79, 583,0

7 3,5 75,5

Никель

Вольфрам

Угле роц .Мець

Алюминий

19,62. 28, 14

)8,31 12,75

0,1 8,5

35,0 )7, 18

8. 19 12,68

80 9,16

5,29 7,82

15,0 12 63

30,0 l 1,48

tQ o Ф

О сО

ОЕ

Щ Ф

Ф

Ф Р

„; О сЧ

О

1б

t Я

ttI

g+g C0

I» I

tQ .

+ ego.

О Ф

Е 9

О О

tQ „я

О

Я

И

Ф 1 а

1»

С0

О

tQ

О

О

tQ О

О

Щ с4

1»

Ф

Щ

CO

О о

О 1

54

И 1

О д 09

1 I

0)

О

О О с 4 с9

tQ +=o () 1

СО (0

С=Фа

Е .р

О

1-4 с4

Л

Е р

Ф,4 Б

&» я Ф я х ф D о

Ф О

a) a er

et e а е а е

CL (r) Cl с u о

f» о

U о ж

f0 ж а о д о о о2

t, Щ (0

tQ

Щ

Ф Ф с9 (0

А

Я (О

907080 чф lQ

С

Ol

0)

Г» сб ol

D о

4 а (и х

Q. х О вО

О (& Ю а О Я ,. 6 (0 О ФЮgg

L& (р

«„o Я

cD O+O а аo л

И&» - "ЯЕО

Фа ар

3

Ф

Ф д .И ф а

Ф

g

O о

< о

Ф ()

Ф

907080

Таблнца3

Элементы сходны угун

3,40 3,42 3, 38

1,43 1,45 1,55

Углерод

Кремний

М арганед

3,42 3,39

1,53 1,55

3,41

3,43

1,58

1,27

0,51

0,51

0,50

0,54

0,53 0,52

0 04 ООЗ

О, 14 008

Сера

0,03

0,04

0,04

0,03

0,04

0,15

0,16

0,08

0,31

0,28 0,32 0,34

0,46

0,42

0,15 0,19

0,05

0,05 0,07

0,68

0,07

0,31, 0,28 слэ сл. сл.

0,36 0,5 1 сл.

0,23 0,29

0,08 0,09

Кальций

0,23

О, 18

0,47 0,62 сл. 0,04

0,05 сл. 0,03

Барий

Железо

Остальное ОстальноеОстальноеОстальное Остальное Остальное Остальйое

Свойства

26,6 30,4 27,4

28, 1 35,3

31,7

Предел проч- .19, 1кости прн растяженни 20,4 кгсlмм

Предел прочности прн иэ-. гнбе кгсlмм 2.

47,2

59,З 65,7

56,8 64,2

52,5 6 1,9

Стрела прогнба, мм

3,5

3,2

31 33 3 l

3,4

2,93,0

Твердость (НВ)

„г, Z, 178

200 230 2 17

1,2 1 1,40 1;26

245

220

235

Относительная нзносостойкость 1,0

1,63

1,29

1,52

Фор мула нзобретення

Лигатура, соцержащая молибден, крем55 ннй,, фосфор, хром, никель, углероц, железо, о т л н ч а ю ш а я с я тем, что с целью снижения температуры плавления, Фосфор .

Хром

Н нкель

Вольфрам

М олнбден

Мець

А люмнннй

0,18 0,17

0,36 0,34

0,28 0,29

0,06 0,06

0.7 1 0,74

0,11 0,12 улучшении ее усвоения н повышення фнзнко механнческнх свойств чугуна, она цополннтельно соцержнт мець, алюминий, кальций и барий прн слецуюшем соотношеннн компонентов, вес. Ъ:

907080

Барий

Железо

0,0 5-3,0

О"т аль ное

Составитель Т. Платицина

Репактор Г. Волкова Техреп А. Бабннеп Корректор П. Бокшан

Заказ 52 1/34 Тираж 657 Попписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по пелам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгороа, ул. Проектная, 4

Молибцен

Кремний

Фон о р

Хром

Никель

Углероц

Aleeь

Алвминий

Кальций

10,0-40,0

8,0-25,0

О, 1-8,5

15,0-35,0

5,0-30,0

0,25-3,5

О, 1-12,5

О, 1-4,5

0,05-5,0

Источники информации, S принитые во внимание при экспертизе 1. Авторское свицетельство СССР

34 475407, кл. С 22 С 35/ОО, 1973.

2. Авторское свицетельство СССР

М 558958, кл. С 22 С 35 00, 1977.