Модификатор
Союз Советских
Социалистических
Республик
О П И С А Н И Е „,910776
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 130880 (21) 2969056/22-02 (51) Щ К и с присоелинением заявки №
С 21 С 1/00
С 22 С 35/00
9оударотакнный комитет (23) Приоритет
Опубликовано 070382 Бюллетень № 9
Дата опубликования описания 070382 до делам изобретений н открытий (53) УДК 621 ° 745. .4(088.8) 1 с
М.И.Карпенко и Л.A.Kàðïèñîíoâ (72) Авторы изобретения
Гомельский филиал Белорусского полит хнического института (7l) Заявитель (54) МОДИФИКАТОР
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве ковкого чугуна.
Известен модификатор на основе теллура, вводимый в количестве 0,010,24 от веса чугуна,1).
Недостатками известного модификатора является то, что он не обеспечивает повышение механических свойств ковкого чугуна в отливках и не измельчает структуру. Большой расход модификатора.и высокий угар снижают эффективность использования данного модификатора и повышают стойкость отливок.
Наиболее близким к предлагаемому по содержащимся компонентам и достигаемому эффекту является модификатор для ковкого чугуна, содержащий, вес. 3: карбида бора 15- 30, карбида кремния 70-85. Модифицирование чугуна известным модификатором проводят при 1380-1460оС После графитиэирующего отжига в течение 16- 18 ч структура модифицированного чугуна состоит из перлита и феррита (околд
403), а механические свойства соответствуют ковкому чугуну марок
КЧ-33-8 и КЧ-35-10 t2j.
Недостатки известного модификатора заключаются в том, что он,во-первых, не предотвращает выделения свободного углерода в период первичной кристаллизации чугуна, а во-вторых, в период вторичной кристаллизации вызывает образование крупных включений графита в небольшом количестве (49-72 включения на 1 мм площади
1 шлифа). Это приводит к снижению механических свойств ковкого чугуна в отливках с толщиной стенок 12-40 мм.
Цель изобретения — предотвращение
20 выделения свободного углерода в период первичной кристаллизации чугуна, повышение количества крупных включений графита в период вторичной кристаллизации и повышение механичесКарбид бора
Цинк
Ферромарганец
Карбид кремния
15-27
11-23
7-15
35-67
Модификатор
Содержание, вес.3
Пример
Карбид Цинк Ферромарбора ганец
Карбид кремния
Предложенный 1
10
21 17
27 23
27 24
15
75
Известный
20
3 9107 ких свойств ковкого чугуна в отливках.
Это достигается тем, что известный модификатор для ковкого чугуна, включающий карбид бора и карбид кремния, дополнительно содержит цинк и ферромарганец при следующем соотношении компонентов, вес.3:
Дополнительное введение цинка и ферромарганца, являющихся антиграфи- 1s тизаторами, в чугун доэвтектическсго состава исключает выделения свободного углерода в период первичной кристаллизации в отливках с толщиной стенок до 40 мм. Модификатор вводят при температуре чугуна 14001440 С, в количестве 0,012-0,035< от веса металла в ковше.
Примеры выполнения составов модификатора с предельными и средними 25 значениями входящих компонентов приведены в табл. 1.
Р
Для модифицирования используют чугун с содержанием 2,2-2,8 вес.3 углерода и 0,95-1,45 вес.3 кремния, выплавляемого в производственных условиях дуплекс-процессом вагранкадуговая электрическая печь. Модификатор вводят при температуре расплава 1400- 1440 С.
3S
8 табл. 2 приведены данные о влиянии описываемого и известного моди76 4 фикаторов на структуру и свойства чугуна доэвтектического состава.
Механические свойства получают при испытании стандартных 16 мм образцов после их графитизирующего отжига в толкательных электропечах по следующему режиму: нагрев до 950оС в течение 3 5 ч выдержка 1 5-3,0 ч, охлаждение с печью до 670 о и последующее охлаждение на спокойном воздухе.
Оптимальными являются модификаторы 2-4-го составов, так как выход за границы по содержанию цинка 1123 вес. и ферромарганца 7-15 вес./ приводит к ухудшению структуры и снижению механических своиств ковкого чугуна. Количество включений графита на 1 мм площади шлифа при увеличении содержания ферромарганца более
153 и цинка более 233 в модификаторе снижается. При снижении содержания ферромарганца ниже 74 и цинка ниже 113 в модификаторе в отливка:: с толщиной стенок 40 мм наблюдается .появление выделения свободного углерода отсера) в период первичной кристаллизации чугуна с суммарным содержанием углерода и кремния 4,154,25 вес. Ф.
Производственные испытания показывают, что при использовании предлагаемого модификатора исключается брак отливок с толщиной стенок до
40 мм по структуре и достигается экономия 7,0 руб. на тонну годного литья из ковкого чугуна.
Таблица 1
910776
Т абли ца 2
Количество свободного углерода в первичной структуре,i
Пример
Механические свойства после графитизирующего отжига
ОтносительнЬе
Временное сопротивление, кгс/мм
Ударная вязкость, кгс м см
Тве дос
НВ удлинение, Ф
37,4-38,1 10-11
38,7-39,6 12-14
8-9
135 105-116
129 112-122
121 121-135
118 114-. 132
125 96-108
156 49-53
143 56-72
0,12
10-11
11-13
12-14
Нет
42,1-43,0 13-15
Нет
-40,8-42,2
37,9- 39,4
14-16
Нет
11-13 9-12
Нет
9,1
6,2
2,85
35., 0
6,7
36,3 10,0
2,32
15-17
11-23
7-15
35-67
Карбид бора
Цинк
Ферромарганец
Карбид кремния
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США и 2253502, кл 75-123, 1941.
2. Авторское свидетельство СССР и 616325, кл. С 22 С 35/00, 1977.
Составитель А.Кондратьев
Редактор Л.Авраменко Техред И.Гайду Корректор А.Дзятко
Заказ 1045/3 . Тираж 587 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1,13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Формула изобретения . Модификатор для. ковкого чугуна, содержащий карбид бора и карбид крем-, ния, отличающийся тем, что, с целью предотвращения выделения свободного углерода в период первичной кристаллизации чугуна, увеличения количества крупных включений графита и повышения механичес35 ких свойств чугуна в отливках, он дополнительно содержит цинк и ферромарганец при следующем соотнЬшении компонентов, вес.l:
Количество включений графита на
1 мм площади шлифа .
