DE2015562C - Additional alloy for the treatment of spheroidal graphite cast iron - Google Patents
Additional alloy for the treatment of spheroidal graphite cast ironInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein« neue Zusatz- Durch die im Zuge der Erfindung durchgeführtenThe invention relates to a «new add-on through the carried out in the course of the invention
legierung zur Behandlung von Kugelgraphit-Guß- Arbeiten hut sich gezeigt, daß bei gleichzeitiger Zugabealloy for the treatment of spheroidal graphite cast work has shown that when added at the same time
fisen. von Barium und Bor in den genannten Mengen einefisen. of barium and boron in the quantities mentioned
Es ist die gegenwärtige Praxis, zur Erzeugung von einzige Behandlung der Legierung genügt, um einIt is current practice for the production of a single treatment of the alloy to be sufficient
Teilen aus Kugelgraphit-Gußeisen das Gußeisen vor 5 vollkommenes Kugelgraphit-Gußeisen zu erhalten,Parts from spheroidal graphite cast iron to obtain the cast iron before 5 perfect spheroidal graphite cast iron,
dem Guß zwei aufeinanderfolgenden Behandlungen wenn man in Gegenwart von Stickstoff arbeitet, dascasting two consecutive treatments when working in the presence of nitrogen
IU unterwerfen. Die erste, Nodulisation genannt, hat insbesondere die Ergebnisse verbessert, was die Fein-Submit to IU. The first, called nodulation, has improved the results in particular, making the fine
aum Ziel, die Vereinigung von freiem Graphit in heit und die Verteilung der Graphitkugeln angeht.The aim is to unite free graphite and distribute the graphite spheres.
Kugeln gegenüber der in Lamellen zu begünstigen. Der Stickstoff kann in die Zusatzlegierung eingebrachtFavor balls over in slats. The nitrogen can be introduced into the additional alloy
Piese Behandlung besteht in einem Zusatz von io oder auch getrennt in das zu behandelnde GußeisenThis treatment consists in adding io or separately to the cast iron to be treated
Magnesium, am häufigsten in Form einer Vorlegie- eingeführt werden. Dazu ist es möglich, ein Vorab-Magnesium, most commonly introduced in the form of a slab. It is possible to do this in advance
rung. Obwohl man dem Magnesium in der Nodulisa- einblasen von Stickstoff in das Gußeisen anzuwendention. Although you can use the magnesium in the nodulisa- blowing nitrogen into the cast iron
tjonslcgierung häufig Silizium zusetzt, ist es gegen- oder auch gleichzeitig mit der Zusatzlegierung eineIf silicon alloy is often added to the alloy, it is a counterpart to or at the same time as the additional alloy
»artig üblich, dem Magnesiumzusatz eine zweite Be- Verbindung einzuführen, die imstande ist, bei der“It is quite common to introduce a second compound to the magnesium additive that is capable of the
Handlung folgen zu lassen, die Impfung genannt wird 15 Temperatur des flüssigen Gußeisens Stickstoff frei zuAction to follow, the inoculation is called 15 temperature of liquid cast iron nitrogen free too
Mnd zum Ziel hat, den Anteil des freien Graphits auf machen. Die folgenden Verbindungen wurden mitMnd aims to make up the proportion of free graphite. The following compounds were made with
Kosten des Kohlenstoffs im Karbidzustanc. zu ver- Erfolg verwendet,
inehren; sie besteht in einem Zusatz einer SiliziumCost of carbon in carbide grade. used to success,
honor; it consists in the addition of a silicon
enthaltender. Vorlegierung. Nitrat (NaO3 und/oder KNO3) fein starkescontaining. Master alloy. Nitrate (NaO 3 and / or KNO 3 ) fine strong
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 20 Reduktionsmittel (Al, Si, ...);
Möglichkeit zu schaffen, das gleiche Resultat mit einer stickstoffhaltige organische Abkömmlinge;
einzigen Behandlung zu erreichen; dabei sind zahl- Metallverbindungen mit wenigstens einer Gruppe
reiche Vorteile zu erwarten. Es ergeben sich daraus —CN (Ferro- oder Ferricyanid);
ein Zeitgewinn und eine Verringerung des zeitlichen mineralische Verbindung, die zum Einbringen
Abstandes zwischen der Nodulisationsbehandlung und 25 von Stickstoff durch thermische Zersetzung gedem
Guß; die Verluste an Magnesium durch Ver- eignet ist (z. B. Kalziumcyanamid).
flüchtigung sind daher geringer, und es sind so Ersparnisse an Nodulisationslegierungen möglich. Gemäß einer Vorzugsvariante der Erfindung wirdThe invention is based on the object of providing a reducing agent (Al, Si, ...);
Ability to create the same result with a nitrogenous organic derivative;
single treatment to achieve; numerous metal compounds with at least one group can be expected to offer rich advantages. The result is —CN (ferrous or ferricyanide);
a gain in time and a reduction in the temporal mineral compound necessary for introducing the distance between the nodulation treatment and nitrogen by thermal decomposition of the cast; the loss of magnesium through Ver proper (e.g. calcium cyanamide).
volatility are therefore lower, and savings in nodulation alloys are possible. According to a preferred variant of the invention
Man führt im ganzen weniger Zusatzlegkrung in der Stickstoff statt in das Gußeisen in die Zusatzle-On the whole, less additional weight is introduced into the nitrogen instead of into the cast iron in the additional element.
das flüssige Bad ein und senkt folglich die 2U ihrem 30 gierung selbst im Lauf deren Herstellung eingeführt.the liquid bath and consequently lowers the alloy itself in the course of its manufacture.
Schmelzen erforderlichen Kalorien. Ein einfaches Mittel besteht darin, den Stickstoff inMelt the required calories. A simple remedy is to get the nitrogen in
Die Ausschaltung einer Behandlung vereinlacht die die Zusatzlegierung einzublasen, wenn diese nochThe elimination of a treatment makes it easy to blow the additional alloy, if this is still
Arbeiten η der Gießerei und bringt so einen Pro- flüssig ist. Man führt in die Legierung einen Gewichts-Working η the foundry and thus brings a pro-liquid is. One introduces into the alloy a weight
duktivitätsgewinn. Andererseits war es nach dem Prozentsatz an Stickstoff ein, der bis zum Zweifachenproductivity gain. On the other hand, according to the percentage of nitrogen, it was one that was up to two times
Stand der Technik zwangläufig nötig, den Silizium- 35 des Gehalts an Bor, d. h. O < N/B < 2, geht, so daßState of the art inevitably necessary, the silicon 35 the content of boron, i. H. O <N / B <2, goes so that
gehalt des Gußeisens nach der Einführung des Magne- sich ein merklicher Teil des Bors mit dem Stickstoffcontent of cast iron after the introduction of magnetism - a noticeable part of boron and nitrogen
Riums durch verhältnismäßig teure Legierungszusätze zum Nitrid verbinden kann.Riums can combine with relatively expensive alloy additions to the nitride.
einzustellen; es ist nun möglich, den Siliziumgehalt In ihrer vorzugsweisen Zusammensetzung enthältto discontinue; it is now possible to contain the silicon content in its preferred composition
im Hochofen oder im Schachtofen mittels einfacherer die erfindungsgemäße Legierung:
Ausgangsmaterialien festzulegen. 40in the blast furnace or in the shaft furnace by means of a simpler alloy according to the invention:
Determine starting materials. 40
Es isl bekannt, daß der Zusatz von Bor zu Nodulisa- 45 bis 49°/ SIt is known that the addition of boron to Nodulisa- 45 to 49 ° / S
tionslegicrungen die durch die Behandlung von Kugel- 'tion alloys obtained by the treatment of spherical '
graphit Gußeisen erhaltenen Ergebnisse veibessert. 8 bis 10% Mg,graphite cast iron results obtained improved. 8 to 10% Mg,
So beschreibt die französische Patentschrift 1 490 423 45 bjs 550/ g3i
eine Ziisatzlcgicrung, die zwischen 4 und 35% Magne- 45For example, French patent specification 1,490,423 45 describes bj s 550 / g 3i
an approval between 4 and 35% magnitude 45
tium, 35 und 60% Silizium und 0,2 bis 0,5% Bor 0,4 bis 0,6 /0 B,
enthält.tium, 35 and 60% silicon and 0.2 to 0.5% boron 0.4 to 0.6 / 0 B,
contains.
Die Anmelderin hat festgestellt, daß das anschlie- wobei Mg/B im Bereich von 15 bis 25 liegt, einenThe applicant has found that the subsequent, where Mg / B is in the range of 15 to 25, one
ßend angegebene Verfahren gemäß der Erfindung ein Stickstoffgehalt, bei dem das Gewichtsverhältnis N/Bßend specified method according to the invention a nitrogen content in which the weight ratio N / B
kugelgraphit-Gußeisen liefert, das im rohen Guß- 50 zwischen 1 und 2 liegt, und Rest Eisen und üblicheNodular cast iron supplies, which is between 1 and 2 in the raw cast iron, and the remainder is iron and usual
zustand einerseits feinere und regelmäßiger in der Verunreinigungen, die sich bei der Herstellung derstate on the one hand finer and more regular in the impurities that are found in the manufacture of the
Matrix verteilte Graphitkugeln und andererseits Legierung ergeben, insbesondere Ca und Al in einerGraphite spheres distributed in the matrix and, on the other hand, alloy result, in particular Ca and Al in one
Ivcniger Karbide als ein nach dem bekannten Ver- Gesamtmenge unter 2,5%.Less carbides than one according to the known total amount below 2.5%.
fahren erhaltenes Kugclgtaphit-Gußeisen enthält, auch Dagegen lassen die bekannten Fe-Si-Mg-B-Legie-The well-known Fe-Si-Mg-B alloys contain spheroidal graphite cast iron.
»vcnn die gegossenen Teile eine geringe Wandstärke 55 rungen im Unterschied zu den gleichzeitig Barium und»Vcnn the cast parts have a low wall thickness in contrast to the at the same time barium and
iufwcisen. Bor enthaltenden Legierungen, die Gegenstand deriufwcisen. Boron-containing alloys which are the subject of
Gegenstand der Erfindung ist eine neue Zusatz- Erfindung sind, nicht /u, durch eine einzige Behandtcgicrung zur Behandlung von Kugelgraphit-Gußeisen lung in Gegenwart von Stickstoff Kugelgraphit-Gußauf der Basis Eiscn-Silizium-Magnesium-Bor, mit dem eisen mit weit vorherrschender ferritischer Struktur Kennzeichen, daß sie aus 40 bis 75% Silizium, 5 bis 60 zu erhalten.The subject of the invention is a new additional invention, not / u, by a single treatment for the treatment of spheroidal graphite cast iron treatment in the presence of nitrogen spheroidal graphite cast iron the basis of ice-silicon-magnesium-boron, with iron with a predominantly ferritic structure Features that they are made from 40 to 75% silicon, 5 to 60%.
20% Magnesium, 4 bis 12% Barium, 0,3 bis 1,2% Die folgenden Beispiele sind zur Erläuterung der
Bor, Rest Eisen sowie den sich bei der Herstellung Ausführung des crfindungigemäßcn Verfahrens becrpebcndcn
unvermeidlichen Verunreinigungen, ins- stimmt:
besondere Kalzium und Aluminium in einer Gesamtmenge unter 2,5% besteht, wobei das Gewichtsver- 65 Beispiel 1
liältnis Magnesium zu Bor im Beteich von 15 bis 2520% magnesium, 4 to 12% barium, 0.3 to 1.2% The following examples are intended to illustrate boron, the remainder being iron, and the impurities that are unavoidable when carrying out the process according to the invention, in particular:
special calcium and aluminum in a total amount of less than 2.5%, with the weight loss 65 Example 1
Magnesium to boron ratio in the pond from 15 to 25
liegt und das Gewichtsverhältnis Magnesium zu In eine 75 kg Guikis.cn enthaltende Pfanne, dasand the weight ratio of magnesium to In a pan containing 75 kg of Guikis.cn that
Barium im Bereich von 1 bis 3 liegt. vorher mit Graphit aufgekohlt und mit CaC2 ent-Barium ranges from 1 to 3. previously carburized with graphite and disposed of with CaC 2
ichwefelt ist, führt man bei 1480°C 1,5 kg einer Legierung ein:is sulfurized, 1.5 kg of an alloy is carried at 1480 ° C one:
15,1%15.1%
Si 71.4% Si 71.4%
Ba 8,2%Ba 8.2%
B 0,«%B 0, «%
N 1,0%N 1.0%
Fe und Verunreinigungen RestFe and impurities rest
Eine metallographische Untersuchung der Struktur zeigt vollkommen ausgebildete und feinere Kugeln als die nach dem bekannten Verfahren erhaltenen. Das Metall enthält nur 3% Karbide.A metallographic examination of the structure shows perfectly formed and finer spheres than those obtained by the known method. The metal contains only 3% carbides.
In eine 75 kg vorher mit Graphit aufgekohltes und mit CaC2 enischwefeltes Gußeisen enthaltende Pfanne führt man bei 14800C mit Hilfe eines Eintauchgeräts 2,250 kg einer Legierung ein:Previously carburized with graphite and enischwefeltes with CaC 2 in a 75 kg cast iron containing pan is carried out at 1480 0 C using an immersion device, a 2.250 kg of an alloy:
Fe Fe
Mg Mg
Ba Ba
Si Si
B B.
N N
Verunreinigungen RestImpurities rest
37% 9,2% 5,1%37% 9.2% 5.1%
47,5% 0,5% 0,7%47.5% 0.5% 0.7%
Das 9 Minuten nach der Behandlung gegossene Gußeisen ist vollkommen kugelgraphitartig und hat die Zusammensetzung:The cast iron, which was cast 9 minutes after the treatment, is completely spheroidal graphite and has the composition:
C 3,71%C 3.71%
Si 2,23%Si 2.23%
Mn 0,06%Mn 0.06%
P 0,015%P 0.015%
S 0,015%S 0.015%
Mg 0,044%Mg 0.044%
Fe und Verunreinigungen RestFe and impurities rest
Die metallojraphische Untersuchung der Struktur zeigt ein vollkommenes Kugelgraphit-Gußeisen, dessen Graphitkugeln fein und gleichmäßig verteilt sind und das darüber hinaus fast frei von Karbiden ist, und zwar auch in den dünnen Abschnitten der gegossenen Teile.The metallographic study of the structure shows a perfect spheroidal graphite cast iron, the graphite spheres are finely and evenly distributed and which is also almost free of carbides, even in the thin sections of the cast parts.
In eine Pfanne, an deren Boden man nach der »Sandwich«-Methode einerseits 7,500 kg einer Legierung: In a pan, on the bottom of which, using the "sandwich" method, 7.500 kg of an alloy are placed on the one hand:
Si 48,1 %Si 48.1%
Mg 9,6%Mg 9.6%
Ba 5,2%Ba 5.2%
B 0,48%B 0.48%
Fe und Verunreinigungen RestFe and impurities rest
und andererseits eine Mischung von 290 g von NaNO, und 80 g Aluminiumpulver eingebracht hat, führt man 250 kg Gußeisen ein.and on the other hand a mixture of 290 g of NaNO and 80 g of aluminum powder has introduced 250 kg of cast iron are added.
Nach 8 Minuten Warten gießt man ein vollkommenes Kugelgraphit-Gußeisen.After waiting 8 minutes, perfect spheroidal graphite cast iron is poured.
Dieses Gußeisen ist frei von Karbiden, auch wenn es in Form dünner Teile gegossen ist, und der ermittelte Prozentsatz an Karbiden liegt in einem Prüfstück von 4 mm Wandstärke unter 0,5°/*·This cast iron is free of carbides, even if it is cast in the form of thin pieces, and the percentage of carbides found is in a test piece of 4 mm wall thickness below 0.5 ° / *
In eine 75 kg vorher mit Graphit aufgekohltes und mit CaC, entschwefeltes Gußeisen enthaltende Pfanm; führt man unter Durchleitcn von Stickstoff bei 1490°C mil Hilfe eines Eintuuchgeruics einerseits 2,250 kg einer Legierung der Zusammensetzung:In a 75 kg pan previously carburized with graphite and containing cast iron desulphurized with CaC; is carried out while nitrogen is passed through at 1490 ° C. with the aid of a smell of a smell 2.250 kg of an alloy of the composition:
Si 48,1%Si 48.1%
. Mg 9,6%. Mg 9.6%
Ba 5,2%Ba 5.2%
B 0,48%B 0.48%
Fe und Verunreinigungen RestFe and impurities rest
und andererseits in Mischung mit der vorstehenden ίο Charge 175 g NaNO11 und HOg Aluminium ein.and on the other hand in a mixture with the above ίο batch 175 g NaNO 11 and HOg aluminum.
Das Il Minuten nach dieser Behandlung gegossene Gußeisen hat als Zusammensetzung:The cast iron, poured one minute after this treatment, has the following composition:
C 3,65%C 3.65%
Si 2,75%Si 2.75%
1S Mn 0,07% 1 S Mn 0.07%
P 0,07%P 0.07%
S 0,012%S 0.012%
Mg 0,047%Mg 0.047%
Fe und Verunreinigungen Rest ao Fe and impurities remainder ao
Die metallographische Untersuchung des gegossenen Gußeisens zeigt:The metallographic examination of the cast iron shows:
Eine vollkommene Kugelgraphitstruktur; eine gleichmäßige Verteilung der Graphitkugeln; eine größere Zahl feinerer Kugeln als nach einem bekannten Verfahren;A perfect nodular structure; an even distribution of the graphite spheres; a larger number of finer spheres than by a known method;
eine zu 95% ferritische Matrix praktisch ohne Karbide.a 95% ferritic matrix with practically no carbides.
B e i s ρ i e I 5B e i s ρ i e I 5
In eine 75 kg vorher aufgekohltes und entschwefeltes Gußeisen enthaltende Pfanne führt man bei 148O°C mittels eines Eintauchgeräts einerseits 2,250 kg einer Legierung der gleichen Zusammensetzung wie im Beispiel 4 und andererseits 90 g kaliumferrocyanid ein.In a pan containing 75 kg of previously carburized and desulphurised cast iron is added 148O ° C by means of an immersion device on the one hand 2.250 kg of an alloy of the same composition as in Example 4 and on the other hand 90 g of potassium ferrocyanide one.
Das 7 Minuten nach dieser Behandlung gegossene Gußeisen hat eine Zusammensetzung:The one poured 7 minutes after this treatment Cast iron has a composition:
C 3,65%C 3.65%
Si ' 2,86%Si '2.86%
Mn 0,23%Mn 0.23%
S 0,04%S 0.04%
P 0,07%P 0.07%
Mg 0,03«%Mg 0.03%
Fe und Verunreinigungen RestFe and impurities rest
Die metallographische Untersuchung des gegossenen Rohgußeisens zeigt:The metallographic examination of the cast raw cast iron shows:
s° Eine vollkommene Kugelgraphitstrtiktur; eine gleichmäßige Verteilung der Graphitkugeln; s ° A perfect spheroidal graphite structure; an even distribution of the graphite spheres;
eine Verfeinerung dieser Kugeln im Vergleich mit den bekannten Verfahren;a refinement of these spheres in comparison with the known methods;
eine 90% Ferrit enthaltende Matrix. 55 a matrix containing 90% ferrite. 55
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