DE973037C

DE973037C - Use of a magnesium-containing silicon-iron alloy as an additional alloy for cast iron melts

Info

Publication number: DE973037C
Application number: DEM7731A
Authority: DE
Inventors: Albert Paul Gagnebin; Keith Dwight Millis; Norman Boden Pilling
Original assignee: Mond Nickel Co Ltd
Current assignee: Mond Nickel Co Ltd
Priority date: 1950-12-01
Filing date: 1950-12-01
Publication date: 1959-11-19

Description

Verwendung einer magnesiumhaltigen Silizium-Eisenlegierung als Zusatzlegierung für Gußeisenschmelzen Es ist bekannt, daß bei der Herstellung von grafitischem Gußeisen sphäroidischer Grafit erzeugt werden kann. Er ist dadurch gekennzeichnet, <laß die. Grafitteilchen ganz oder teilweise als Sphäroide mit radialkristallinischer Struktur bei mikroskopischer Betrachtung vorliegen. Gußeisen mit sphäroidischem Grafit ergibt eine höhere Dehnbarkeit und Zugfestigkeit als gewöhnlicher Grauguß.Use of a magnesium-containing silicon-iron alloy as an additional alloy for cast iron smelting It is known that in the manufacture of graphitic cast iron spheroidal graphite can be produced. It is characterized by <let the. Grafite particles wholly or partially as spheroids with a radial crystalline Structure when viewed microscopically. Cast iron with spherical Graphite has a higher ductility and tensile strength than ordinary gray cast iron.

Sphäroddischer Grafit kann nun ganz oder teilweise dadurch erhalten werden, daß der Gußeisenschmelze Magnesium in solcher Menge zugesetzt wird, daß 0,2a bis o,5% Mg, vorzugsweise 0,035 bis o,: 2%, im Gußzustand verbleiben. Die Verwendung von Magnesium führt nun insbesondere dadurch zu gewissen Schwierigkeiten, daß das erstarrte Gußstück noch Magnesium in dem vorher sorgfältig eingestellten und geregelten Bereich enthalten muß.Spherodic graphite can now be wholly or partially preserved be that the cast iron melt magnesium is added in such an amount that 0.2 to 0.5% Mg, preferably 0.035 to 0.2%, remain in the as-cast state. The usage of magnesium leads to certain difficulties in that the If the casting still solidified in the previously carefully adjusted and regulated Must contain area.

Wegen der beim Magnesiumzusatz entstehenden heftigen und explosionsartigen Reaktion kann Magnesium auch nicht ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen als metallisches Magnesium zugesetzt werden.Because of the violent and explosive effects caused by the addition of magnesium Magnesium cannot react as metallic without special precautionary measures Magnesium can be added.

Es ist daher auch schon versucht worden, Magnesium in Form von Zusatzlegierungen in die Schmelze einzubringen. Hierbei hat sich aber herausgestellt, daß bei Verwendung gewisser magnesiuinhaltiger Zusatzlegierungen nur ein geringer Bruchteil des Magnesiums, z. B. nur 301o des in der Zusatzlegierung enthaltenden Magnesiums, tatsächlich im Gußeisen verbleibt. Um dann mittels derartiger Zusatzlegierungen genügend Magnesium einzuführen, werden so große Mengen an diesen Legierungen benötigt, daß die Schmelze gekühlt und schwer vergießbar wird.Attempts have therefore already been made to use magnesium in the form of additional alloys to be introduced into the melt. It has been found that when using certain magnesia-containing Additional alloys only a small amount Fraction of magnesium, e.g. B. only 301o of the contained in the additional alloy Magnesium, actually remains in the cast iron. To then by means of such additional alloys to import enough magnesium, so large quantities of these alloys are required that that the melt is cooled and difficult to pour.

Durch die Verwendung einer Zusatzlegierung mit Nickel als Hauptbestandteil läßt sich diese Schwierigkeit zwar weitgehend beheben; diese Legierungen sind aber teuer und können auch dazu führen, daß das Gußeisen mehr Nickel enthält, als nach der Analysenvorschrift zulässig ist.By using an additional alloy with nickel as the main component this difficulty can be largely eliminated; but these alloys are expensive and can also lead to the fact that the cast iron contains more nickel than after the analysis specification is permissible.

Für den gleichen Zweck sind darüber hinaus auch schon Silizium-Magnesium-Zusatzlegierungen vorgeschlagen worden, deren Siliziumgehalt aber durchweg merklich unter 50% liegt.Additional silicon-magnesium alloys are also used for the same purpose have been proposed, but their silicon content is consistently well below 50%.

Der Erfinder hat nun gefunden., daß Zusatzlegierungen, die neben 7 bis 17'°/o Magnesium 55 bis 7o0/0 Silizium enthalten, d. h. bedeutend höhere Siliziumgehalte als die bekannten, bei der Herstellung von Gußeisen mit sp,häroidischem Grafit verwendeten Legierungen aufweisen, eine sprunghafte Verbesserung des Magnesium-Wirkungsgrades, d. h. des Ausbr.ingens an Magnesium ergeben.The inventor has now found that additional alloys, in addition to 7 up to 17% magnesium contain 55 to 70% silicon, d. H. significantly higher silicon content than the known ones used in the manufacture of cast iron with sp, hemoid graphite Alloys show a sudden improvement in magnesium efficiency, d. H. of the application of magnesium.

Hierbei ist der Höchstgehalt der Legierung an Magnesium durch die Schwierigkeiten bedingt, die bei seiner Überschreitung auftreten, nämlich Entstehung von großen Mengen Maggnesiumoxydrauch., hoher Abbrand der Zusatzlegierung, was zur Zugabe übermäßig großer Mengen zwingt, und Einschluß von feuerfesten Stoffen in der Schmelze, wodurch nicht nur nichtmetallische Einsschlüsse im Gußstück entstehen, sondern auch die Grafitausbildung beeinträchtigt wird.Here, the maximum magnesium content of the alloy is due to the Difficulties caused when it is exceeded, namely emergence of large amounts of magnesium oxide smoke., high burn-up of the additional alloy, which leads to Forcing addition of excessive amounts and inclusion of refractories in the melt, which not only creates non-metallic inclusions in the casting, but also the graphite formation is impaired.

Wenn der Magnesiumgehalt der Zusatzlegierung dagegen unter 790, liegt, muß die Zusatzlegierung in einer derartigen Menge verwendet werden, daß die Schmelze unzulässig abkühlt.If, on the other hand, the magnesium content of the additional alloy is below 790, the additional alloy must be used in such an amount that the melt cools down impermissibly.

Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, zur Desoxydation von Eisen- oder Stahlguß als Desoxydationsmittel Magnesium in Form einer aus Magnesium und Eisen oder aus einer magnesiumhaltigen Legierung und Eisen bestehenden Legierung mit 1% Magnesium zuzusetzen, wobei das die eine Komponente der Legierung bildende Eisen als Ferrosilizium mit beispielsweise 5o bis 8o 1/o Silizium verwendet werden kann. Abgesehen davon, daß diese Zusatzlegierung erheblich weniger Magnesium als die erfindungsgemäß vorgeschlagene Legierung enthält, kommt es beim Desoxydieren bekanntlich nicht darauf an, die Schmelze mit Magnesium zu legieren, sondern darauf, den in der Schmelze vorhandenen Sauerstoff zu binden und etwa noch vorhandene Eisenoxyde zu reduzieren. Ganz im Gegenteil hierzu muß aber bei der Herstellung von Gußeisen mit sphäroidisohem Grafit dieses mit Magnesium legiert und hierbei ein möglichst hoher Magnesium-Wirkungsgrad, d. h. ein möglichst hohes Ausbringen an Magnesium erzielt werden. Die Eignung von Legierungen zu Desoxydationszwecken läßt daher auch keine Rückschlüsse auf die Brauchbarkeit von Vorlegierungen zum Herstellen von sphärolithischem Gußeisen zu.It has already been proposed to deoxidize iron or cast steel as a deoxidizer in the form of one of magnesium and magnesium Iron or an alloy consisting of an alloy containing magnesium and iron with 1% magnesium to be added, which forms one component of the alloy Iron can be used as ferrosilicon with, for example, 5o to 8o 1 / o silicon can. Apart from the fact that this additional alloy is considerably less magnesium than contains the alloy proposed according to the invention, it occurs during deoxidization is known not to alloy the melt with magnesium, but to to bind the oxygen present in the melt and any iron oxides still present to reduce. On the contrary, it must be used in the manufacture of cast iron with spheroidisohem graphite this alloyed with magnesium and here a possible high magnesium efficiency, d. H. the highest possible output of magnesium be achieved. The suitability of alloys for deoxidation purposes can therefore also no conclusions on the usefulness of master alloys for the production of spherulitic Cast iron too.

Der Zusatz von Silizium ist erforderlich, um eine Legierung des Magnesiums mit dem Eisen zu ermöglichen. Überdies ist Silizium insofern wertvoll, als es grafitisierend wirkt und ohnehin als Impfmittel kurz vor dem Guß beigegeben wird, um ein weißes Erstarren des Gußeisens zu verhindern. Durch den Zusatz einer Magnesium und Silizium enthaltenden Legierung kann das Impfmittel zusammen mit dem Magnesium in die Schmelze eingeführt werden; gewöhnlich ist jedoch noch eine zusätzliche Impfung mit Ferrosilizium, Nickelsilizium oder Kalziumsilizium erforderlich.The addition of silicon is required to make an alloy of magnesium to enable with the iron. In addition, silicon is valuable in that it has a graphitic effect acts and anyway as inoculant is added shortly before the casting to a white To prevent solidification of the cast iron. By adding a magnesium and silicon containing alloy can the inoculant together with the magnesium in the melt to be introduced; usually an additional vaccination with ferrosilicon is required, Nickel silicon or calcium silicon required.

Eisen eignet sich als Bestandteil der Zusatzlegierung, weil es bei deren Herstellung leicht mit dem Magnesium und Silizium verbunden werden kann und sich auch leicht in der Schmelze löst.Iron is suitable as a component of the additional alloy because it is used in the production of which can easily be combined with the magnesium and silicon and also dissolves easily in the melt.

Die erfindungsgemäßen Zusatzlegierungen können dadurch abgewandelt werden, daß Eisen teilweise durch ein oder mehrere andere Elemente ersetzt wird, wobei aber der Eisengehalt nicht unter 5% liegen soll.The additional alloys according to the invention can thereby be modified that iron is partially replaced by one or more other elements, but the iron content should not be below 5%.

Insbesondere können sie Kupfer bis 30'10, Mangan bis 5%, Kalzium bis 1% und Aluminium bis 1% enthalten. Auch in Lösung befindlicher Kohlenstoff kann vorhanden sein; der in diesen hochsilizierten Legierungen lösliche Kohlenstoffgehalt ist jedoch begrenzt und überschreitet praktisch 1% nicht.In particular, they can contain copper up to 30%, manganese up to 5%, calcium up to 1% and aluminum up to 1%. Carbon in solution can also to be available; the soluble carbon content in these highly siliconized alloys however, it is limited and practically does not exceed 1%.

Diese Legierungen können noch Phosphor und Chrom als Verunreinigungen enthalten; ihr Gesamtgehalt überschreitet jedoch gewöhnlich nicht 0,519/0.These alloys can still contain phosphorus and chromium as impurities contain; however, their total salary usually does not exceed 0.519 / 0.

Dagegen müssen die Legierungen frei von gewissen Elementen sein, die im Gußeisen normalerweise nicht vorkommen und die günstige Wirkung des Magnesiums auf die sphäroidische Ausbildung des Grafits stören, nämlich Zinn, Blei, Antimon, Wismut, Arsen, Selen, Tellur und Titan.In contrast, the alloys must be free of certain elements that not normally found in cast iron and the beneficial effects of magnesium interfere with the spheroidal formation of graphite, namely tin, lead, antimony, Bismuth, arsenic, selenium, tellurium and titanium.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. The use of a magnesium-containing silicon-iron alloy as an additional alloy for cast iron melts in the production of spherulitic castings, characterized in that the alloy contains 7 to 17% magnesium, 55 to 70% silicon, the remainder iron with the usual impurities. z. The use of an alloy mentioned in claim 1 for the purpose according to claim 1, characterized in that part of the iron in this alloy is replaced by copper, the iron content being at least 5% and the copper content being at most 30%. 3. The use of an alloy mentioned in claim 1 and a for the purpose of claim 1, characterized in that part of the iron in this alloy is replaced by: manganese, the iron content being at least 511 / o and the manganese content being at most 5% . 4. The use of an alloy mentioned in claim i to 3 for the purpose of claim i, characterized in that part of the iron in this alloy is replaced by calcium, the iron content at least 511 / o and the calcium content at most i ' ° / o is. 5. The use of an alloy mentioned in claim i to 4 for the purpose of claim i, characterized in that part of the iron in this alloy is replaced by aluminum, the iron content being at least 5% and the aluminum content at most i 11 / o . 6. The use of an alloy mentioned in claims 1 to 5 for the purpose according to claim i, characterized in that this alloy contains carbon in an amount preferably not exceeding i "/ o. 349 746; "Die Neue Gießerei", 19.5o, p. 412; "Die Neue Gießerei", Techn.-Wiss. Supplements, No. 3 (June 195o), p. 91 ff .; The Foundry, 77 (1949) , June, p. 118, October, p. 72 to 75; The Iron Age, September 1949, p. 78/79; Journ. Of Research arid Development, 3 (Febr. 195o), No. 4, p.26o, 261, 298.