Чугун

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсннн

Соцнапнстнчесннн

Республик ц918326 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23. 07. 80 (21) 2966766/22-02 с присоединением заявкн М (23) Приоритет

Опубликовано 07 ° 04 ° 82 бюллетень №13

Дата опубликования описания 1 0 . 04 .82 (Sl)M«.Хл.

С 22 С 37/10

Государстеенньй квинтет

CCCP

IIo делам нзебретеннй н открытей (53у УЛК 669.. . 14-196 (088. 8) Н.A Косторной, Б.Б. Модылевский, А.М. Михай

l0 À. Головач, И.Н. Клейнер, Д.Е. Зюзюков (72 j Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт санитарнои (71) Заявители Московский институт стали и сплавов и Бакинск механический и литейно-механический завод им.В.В.Воровского (54) ЧУГУН

0,80-1,60

0,06-0,12

0,05 0,15

Марганец

Иттрий

Цирконий

Pедкоземельные металлы 0,08-0,30

Железо, Остальное

В качестве примесей. чугун содержит, вес.Ф: фосфор до 0,20, сера до

0,13, хром до 0,20, никель до 0,20(2 ).

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию серых: чугунов с пластинчатым графитом для производства тонкостенных (4-5 мм) центробежнолитых труб.

Известен серый чугун для производства труб следующего состава, вес.4:

Углерод 2,90-3,60

Кремний 1,60-2,40

Марганец 0,40-0,80

Железо Остальное

В качестве примесей чугун содержит., вес./: фосфор до 0,30 и серу до 0,12 (1).

Недостатками чугуна являются низ-. кая жидкотекучесть, .низкая герме" тичность и наличие отбела.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае-. мому. эффекту является чугун следую-. щего химического состава, вес.Ф:

Углерод 2,80-3,60

Кремний 1,40-2,60

1О

Однако указанный чугун характери-, зуется неудовлетворительной жидкотекучестью в интервале температур 12601340 С, что особенно важно при продолжительной разливке (20-25 мин) чугуна в литейные формы небольшой металлоемкости,. недостаточной герметичностью тонкостенных отливок из этого чугуна и наличием в них отбела:.

Кроме того, при одновременном моди" фицировании иттрием и цирконием (в указанных пределах концентраций) эффект модифицирования сохраняется непродолжительное время.

3 918326

Иттрий, цирконий и редкоземельные, металлы вводят в известный чугун в виде дорогостоящей, специально выплавляемой лигатуры., Цель изобретения - повышение жидкотекучести и устранение отбела.

Жидкостекучесть чугуна определяют путем заливки спиральной пробы.

Степень отбела устанавливают при ,металлографическом исследовании образцов, вырезанных из труб опытных партий.

Герметичность труб оцениваЬт по количеству сквозных газовых раковин,,выявляемых при испытании на гидроСтенде.

Интервал концентраций Ag отвечающий достижению цели, равен 0,050,3 .

При введении алюминия менее 0,053 происходит ухудшение жидкотекучести, увеличение литейного брака rlo газовым раковинам и степени отбела в отливках.

Увеличение концентрации алюминия более 0,3/, не приводит к,дальнейше" му улучшению технологических свойств чугуна, в частности жидкотекучести и герметичности, и экономически является нецелесообразным.

В основу выбора указанного интервала концентраций вводимого в состав чугуна алюминия положено его влияние, .как активного дегазатора, уменьшаю:щего газосодержание в чугуне с одной стороны, и легирующего элемента (графитизатора), способствующего образо ванию центров кристаллизации и росту графитовых включений, с другой сто- . роны.

Газы (O, Н, И) оказывают значительное влияние на характер кристаллизации чугуна. Кислород понижает ак" тивность углерода в расплаве. С уменЬшением его концентрации наблюдается переход от кристаллизации грубопластинчатого к образованию тонкопластинчатого графита.

Водород способствует карбидообразованию и увеличивает устойчивость карбидов железа, а также вызывает образование ситовидной пористости и газовых раковин в отливках.

Введение алюминия оказывает либо непосредственное, либо косвенное влияЗ,б

1,8

0,4

0,3

0,1

0 30

Остальное

Укаэанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, цирконий, редкозе- 10 мельные металлы и железо, дополнительно содержит алюминий при следую щем соотношении компонентов, вес. ь:

Углерод..- 2,90-3,60

Кремний 1,60-.2,40

Марганец 0,40-0,80

Цирконий 0,15-0,30

Редкоземельные металлы 0,01-0,10

Алюминий 0,05-0,30

Железо,.Остальное

Введение циркония, РЗИ и алюминия .осуществляется в виде смеси порошко". образного флюса фторцирконата калия, сопутствующим элементом в котором яв" ляется лантан, и алюминиевой стружки, в весовом соотношении 3:2. Количество вводимого модификатора составляет 0,75- 1,003 от веса жидкого металла.. При применении s составе чугуна углерода и кремния на нижнем пределе количество присаживаемого фторцирконата калия и алюминия должно находиться на верхнем..

Серый чугун выплавляют в вагранке и выпускают в раздаточный ковш (емкостью 1 т} при 1350-1370 С.,Перед выпуском чугуна на дно ковша, имею щего температуру 700-800 С, загружают .модификатор, Разливку модифицированного чугуна производят в более широ-, ком интервале температур 1200-1320О С.

Нижний предел температуры заливки мо" дифицированного чугуна смещен на 40 t за счет повышения жидкотекучести рас:плава обеспечивает полную разливку металла из раздаточного ковша.

Оптимальным является чугун следую- © щего состава, вес.Й:

Углерод

Кремний

Марганец

Цирконий

И

РЗИ

Алюминий

Железо

Иеханические свойства предлагае мого серого чугуна:

Предел прочности при растяжении, ИПа . 150-290

Предел прочности при изгибе, ИПа 350-440

Примеры чугунов по данному иэоб ретению и известного приведены в таблице.

5 978326 4. ние; В результате изменения газона- ветствием параметров решетки с грасыщенности чугуна, т.е, уменьшения фитом являются центрами кристаллисодержания О, Н, N в расплаве, улучша- зации графита, процесс графитизации ется его жидкотекучесть и уменьшается (в этом случае) идет более активно склонность к образованию .газовых ра- S и приводит к измельчению графитовых ковин, как за счет уменьшения газов включений. Известно, что герметичв металле, так и за счет улучшения ность зависит от формы, размеров и .жидкотекучести. Иикролегирование чу- характера,расположения графитовых гуна алюминием связывает большую включений, создающих графитную порис часть растворенного кислорода в окис 1 тость, от газонасыщенности и жидко" лы, азота в нитриды, удаляет азот текучести металла, влияющих на обиэ граничных зон, облегчая процесс разование в отливках газовых раковин. зарождения и роста графитовых цент" Повышение герметичности чугуна за ров. Алюминий, являясь графитиэатором„ счет добавки алюминия вызвано умень способствует устранению .отбела в, от" > шением газонасыщенности металла, улучливках. За счет образования в рас- .шения его жидкотекучести и уменьшеплаве чугуна тугоплавких включений ния графитной пористости, благодаря

A8@0 S и .ARN, которые в связи с соот- измельчению графитовых включений.

918326

I.1 I

1 а " i

1 X Ф 1

3 3eL- 3 II

1 Ф)О I.1 I I» 3

).э О I I

ЭЧ

)О IО

I- Iо о о

I.) 1!

1 тК д)>

t 13

X л

3 Ф 33

1- Е

1 X CL

)О л

) Ф М I ,! I- l- 1

OVZ I

3С C9 X 3

Ct 5

I X Ъ 1

) >)C Ì 1

t .)

Э о

И ) I

LI

С>! I

I l

1 I

I l

LA

О М л л

О О

lA м л . л о ь а а о о л л

O О

LA М \ о л л о о

CA

)СЪ о

° л ь ь л» LA 1

О - О О л л л л

О О О О о л

С>

СЧ л

О в а а м л» л л. л л

О О О О

)A 1A л л о о

LA ю м л л

О О

A о

X х

m )Ч л

)Ч О « л л

)Ч

Ch O л л

1»

3 )Ч л л

)Ч )Ч

/ ,/

С> О1 л л м )Ч л л т» Ф О «О л л м м

О сО л л

cv м О о л л м м

>Х !

I

t" х

:>>

l L.

1.:Ь

I 3

l

) >х

2l х

Э Ch

I l I

3 1 1

1 1 I

I I 3

l I ) б I 1

1 . I 3

1 1 1

I 1

I 1 Э

13Л 3

) ) 1

1 Ф

t X 1

) 1 I

I 1» ) 3

) . 7 )est!

T а i

Ф

I 3- 3 1 о о

l О 1

I )

3 >Х K I

X i CO I

I )С I CL. I, I Ll 1 )

Ф 3 3

I O i

3 ф 3 «4 и 1 I х i

3 3 3) 1

3 ) ) 3

3 I I

I 3

1 I

3 ) 1

) 3 Я

3 1

t 3. )

l 1

3 Ъ

I 3 ° r4 I ! tQ I

I 3 I

3 I

1 3)

t I I

I I M I о о О СО )Ч

Э Э

LO МЭ

Н 0О М Ю М М,.-) М

О Ь О О LA О N О

О Л ) -а .0О О О б -Ф О ъО «Ф сО ъО -0

-4 -0 О -Ф OO 3 ЧР 00 л л л л л л л о о о a a a О о

I X

I»

1 X с!

I.

) а, С

I Q.

I . Е. IСО I1 3) Ф X

1 6I Ф

1 I- Х

О Э

Э Е

I Г е а

I Y.C

I m00

I I

I - О

Э Х! x m

> х

I 1!

5 :л>

1 У

l m

I m

I ф

I О

I X>X л х а

I >Ô Э

У «Г

Х X

3 CL Ф

I X X а а

1 3» 1»

3 х ).л

) 3

1 X

I Ф

I cE

1 Э

I m

X а 1 3«

3 )О

1

1 Э

I

I X

1 m

I У

) Э

I

1 X !

I Cl

I C

918326

Цирконий

Редкоземель металлы

Алюминий

Железо

Формула изобретения

0,15-0,3 ные

О, 01-0,1

0,05-0,30

Остальное

2,9-3,6

1,6-2,4

0,4-0,8

Составитель Г. Дудик

Редактор В. Бобков - Техред И.Тепер Корректор С. Шекмар

Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2059/2 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Чугун,.содержащий углерод, кремний, марганец, цирконий, редкоземель. ные металлы и железо, о т л и ч à e. - З щ и й с я тем, что, с целью повышения жидкотекучести и устранения от" бела, он дополнительно содержит алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.ь:

1О

Углерод

Кремний

Марганец

Ист оч ники и нфо рма ци и, принятые во внимание при экспертизе

1. Сборник технологических инструкций по трубному цеху. Липецк, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

W 692887, кл. С 22 С 37/10, 1975.