RU2121510C1 - Способ модифицирования чугунов и сталей - Google Patents
Способ модифицирования чугунов и сталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2121510C1 RU2121510C1 RU96122580A RU96122580A RU2121510C1 RU 2121510 C1 RU2121510 C1 RU 2121510C1 RU 96122580 A RU96122580 A RU 96122580A RU 96122580 A RU96122580 A RU 96122580A RU 2121510 C1 RU2121510 C1 RU 2121510C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- refractory
- particles
- mixture
- substance
- tread
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, а именно к способам внепечного модифицирования чугунов и сталей с помощью тугоплавких ультрадисперсных частиц, плакированных металлом-протектором, и может быть использовано в металлургии и литейном производстве. Изобретение позволяет упростить и удешевить технологию модифицирования, а также улучшить механические и эксплуатационные свойства чугунов и сталей. Согласно способу, в расплав чугунов и сталей вводят модификатор, содержащий тугоплавкие дисперсные неметаллические частицы и вещество-протектор. Перед введением в расплав под струю расплавленного металла смесь тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора подвергают обработке (одновременному дроблению, активированию и плакированию тугоплавких дисперсных неметаллических частиц) до получения порошка с размером тугоплавких дисперсных неметаллических частиц не более 0,1 мкм, после чего получившийся порошок вводят в расплавленный металл. Порошок получают совместным помолом тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора при следующем соотношении мас.%: тугоплавкие дисперсные неметаллические частицы 50-90%; вещество-протектор - остальное. Помол смеси тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора могут проводить в инертной атмосфере. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к способам внепечного модифицирования чугуна и стали с помощью тугоплавких ультрадисперсных частиц, плакированных металлом-протектором, и может быть использовано в металлургии и литейном производстве.
Известен способ, по которому порошок тугоплавкого соединения перед введением в расплавленную сталь очищают в спирте или ацетоне с помощью ультразвука, сушат и подвергают последующей металлизации (плакированию), которая достигается трением частиц порошка между двумя поверхностями из мягкой стали [1].
Недостатком этого способа является низкий эффект модифицирования стали и достаточно сложная технология получения порошка.
Известен способ, по которому синтетические тугоплавкие дисперсные вещества вводят в жидкий металл при его выпуске в ковш, кристаллизатор или изложницы с помощью лигатуры, имеющей температуру плавления ниже, чем у жидкого металла, при этом тугоплавкие дисперсные частицы равномерно распределены в вышеуказанной лигатуре [2].
Недостатком этого способа является низкий эффект модифицирования стали, плохая усвояемость вводимой добавки.
Наиболее близким решением, выбранным за прототип, является способ, согласно которому модифицирование стали осуществляют с помощью порошков, содержащих тугоплавкие дисперсные частицы из группы оксидов, карбидов, нитрилов, боридов, карбонитридов и вещество-протектор, в состав которого входит St, Cr, Mn, Ti, Ni и др. Тугоплавкие дисперсные частицы тщательно перемешивают с веществом - протектором и полученную смесь порошков подвергают прессованию. Элементы полученного этим способом модификатора образуют между собой химические соединения, предохраняющие дисперсные частицы от окисления и коагуляции. Полученные соединения смачивают тугоплавкие дисперсные частицы, что позволяет повысить эффективность их ввода в жидкий металл [3].
Недостатком данного способа является сложная технология подготовки и введения модификатора в расплав, а также недостаточно высокий эффект модифицирования из-за того, что используются относительно крупные частицы тугоплавкого дисперсного порошка. Использовать более мелкие порошки с помощью данного способа проблематично, поскольку они неустойчивы и еще до соединения с протектором коагулируют, окисляются.
Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в упрощении и удешевлении технологии модифицирования, а также в улучшении механических и эксплуатационных свойств чугунов и сталей.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в заявляемом способе модифицирования чугунов и сталей, включающем введение в расплав смеси тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора, смесь в расплав вводят под струю расплавленного металла в виде порошка с размером тугоплавких дисперсных частиц не более 0,1 мкм, полученного совместным помолом смеси тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества- протектора.
Порошок получают совместным помолом смеси тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества- протектора при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тугоплавкие дисперсные неметаллические частицы - 50 - 90%
Вещество-протектор - Остальное
Порошок получают совместным помолом тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора в инертной атмосфере.
Тугоплавкие дисперсные неметаллические частицы - 50 - 90%
Вещество-протектор - Остальное
Порошок получают совместным помолом тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора в инертной атмосфере.
Существенными отличительными признаками заявляемого технического решения являются:
- смесь тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора вводят под струю расплавленного металла в виде порошка;
- вводят порошок с размером тугоплавких дисперсных неметаллических частиц не более 0,1 мкм;
- порошок получают совместным помолом смеси тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества- протектора.
- смесь тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора вводят под струю расплавленного металла в виде порошка;
- вводят порошок с размером тугоплавких дисперсных неметаллических частиц не более 0,1 мкм;
- порошок получают совместным помолом смеси тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества- протектора.
Частными отличительными признаками технического решения являются;
порошок получают совместным помолом смеси тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества - протектора при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тугоплавкие дисперсные неметаллические частицы - 50 - 90
Вещество-протектор - Остальное
порошок получают совместным помолом тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора в инертной атмосфере.
порошок получают совместным помолом смеси тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества - протектора при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тугоплавкие дисперсные неметаллические частицы - 50 - 90
Вещество-протектор - Остальное
порошок получают совместным помолом тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора в инертной атмосфере.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволяет установить соответствие заявляемого технического решения критерию "новизна". Получившийся порошок обладает новыми свойствами: он прекрасно смачивается жидким металлом, легко в нем распределяется, создает многочисленные центры кристаллизации.
Совокупность существенных отличительных признаков не выявлена из существующего уровня техники, позволяет решить поставленную задачу, а также сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".
Заявляемый способ иллюстрируется примерами, приведенными в табл.1, 2.
Пример (по прототипу). Готовили смесь порошков, содержащую, (в мас.% ): карбид титана - 20, кремний - 20, хром - 40, марганец - 20. Смесь тщательно перемешивали и прессовали в брикет. После чего полученные брикеты опускали на дно пресс-форм и заливали в них сталь марки Ст.40Л при температуре 1590 ± 10oC и чугун марки СЧ-10 при температуре 1400 ± 10oC (см.табл. 1 и 2).
Предлагаемый способ модифицирования чугунов и сталей опробован при разливке серого чугуна марки СЧ-10 (табл. 1) и стали марки 40Л (табл. 2) в песчано-глинистые формы. В случае модифицирования чугуна количество вводимого модификатора из расчета ультрадисперсных тугоплавких частиц составляло 0,03 мас.%, а в случае модифицирования стали - 0,02 мас.%. При этом чугун плавили в индукционной печи ИСТ-016 и разливали в песчано-глинистые формы при температуре 1400± 10oC. Сталь марки 40Л плавили в индукционной печи ИСТ-016 и разливали в отливки массой 10 кг в песчано-глинистые формы при температуре 1590 ± 10oC.
По предлагаемому способу в струю жидкого металла, переливаемого из ковша в пресс-форму, вносили порошок модификатора, полученного совместной обработкой (размолом) в центробежной планетарной мельнице типа АГО-2 или АГО-3 тугоплавких дисперсных синтетических частиц и металла или металлов-протекторов, при ускорении ≈ 60g в течение 0,5-5 мин до размеров тугоплавких синтетических неметаллических частиц ≈ (0,05 - 0,1) мкм при обычной атмосфере или в атмосфере аргона. Количество тугоплавких дисперсных частиц в применяемом модификаторе изменяли от 50 до 90 мас.%.
Использование в заявляемом способе модификатора, полученного совместной обработкой тугоплавких дисперсных синтетических частиц с металлом или смесью металлов-протекторов в центробежной планетарной мельнице, приводит не только к изменению смеси, но и к активированию получаемых дисперсных частиц. Размол в инертной атмосфере более предпочтителен, так как не позволяет образующимся частицам окисляться, а металл или смесь металлов-протекторов взаимодействует с тугоплавкими дисперсными частицами, обволакивает их, плакирует и препятствует агрегации. Благодаря тому что в качестве вещества-протектора используют металл или смесь металлов, обладающих хорошей смачиваемостью, полученный ультрадисперсный модификатор чрезвычайно легко усваивается, его вносят под струю жидкого металла, не подвергая брикетированию при заливке в ковш или изложницы, что значительно упрощает технологию модифицирования. Продолжительное хранение полученного порошка недопустимо.
Получаемый порошкообразный модификатор, представляющий собою ультрадисперсные частицы тугоплавкого синтетического вещества, плакированные металлом или смесью металлов, равномерно распределяются в жидком металле под действием конвективных потоков, являясь зародышем кристаллов. То, что вводимые ультрадисперсные частицы еще и активны за счет дефектов структуры полученных при обработке их в центробежной планетарной мельнице, увеличивает скорость кристаллизации, изменяет морфологию зерен и включений графита в жидких металлах, делая их хлопьевидными или глобулярными.
В заявляемом способе модифицирования используют модификатор с высоким содержанием тугоплавких дисперсных синтетических частиц (50 - 90 мас.%). Что, естественно, приводит к удешевлению технологии модифицирования, так как позволяет заменить дорогие легирующие металлы на дешевые ультрадисперсные тугоплавкие синтетические вещества, что особенно важно при многотоннажном производстве чугунов и сталей.
Лучшие результаты по модифицированию жидких металлов были получены при использовании модификатора с размером частиц < 0,1 мкм. При более крупных частицах наблюдается снижение эффекта модифицирования.
Размер тугоплавких дисперсных частиц, плакированных металлом /металлами, задается режимом работы центробежно-планетарных мельниц и контролируется с помощью электронного микроскопа (по срезу отливки).
Полученные данные испытаний образцов стали и чугуна на разрыв и растяжение проводили на машине ИР-56-57-56.
Как видно из табл. 1, обработка чугуна, согласно заявляемому способу, позволяет повысить предел прочности σв по сравнению с прототипом на 1,25 - 5,24% и относительное удлинение на 7 - 28,2% и, соответственно, на 22,6 - 33,3% и 2,5 - 25% по сравнению с отливкой без обработки модификатором.
Из табл.2 следует, что обработка углеродистой стали марки 40Л, согласно заявляемому способу, позволяет повысить предел прочности σв на 2,5 - 6,25%, относительное удлинение на 14 - 36,5% по сравнению с отливками без модификатора и, соответственно, на 2,1 - 4,4% и 1,1 - 11,1% по сравнению с модифицированием по прототипу.
Источники информации.
1. Погодин-Алексеев Г.И и др. Стальные сплавы и взвеси, полученные при помощи ультразвука. Сб. докладов 4-й конференции "Применение ультразвука в машиностроении". Изд-во ЦПНТО "Машпром", 1963 г., с.38.
2. Авт.св.N 348279, B 22 D 7/00, бюл. N 25, опубл. 23.08.72.
3. Авт.св.N 1497260, C 22 C 35/00, бюл.N 28, опубл. 30.07.89.
Claims (2)
1. Способ модифицирования чугунов и сталей, включающий введение в расплав смеси тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора, отличающийся тем, что смесь в расплав вводят под струю расплавленного металла в виде порошка с размером тугоплавких дисперсных частиц не более 0,1 мкм, полученного совместным помолом смеси тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что порошок получают совместным помолом смеси тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тугоплавкие дисперсные неметаллические частицы - 50 - 90
Вещество-протектор - Остальное
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что порошок получают совместным помолом смеси тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора в инертной атмосфере.
Тугоплавкие дисперсные неметаллические частицы - 50 - 90
Вещество-протектор - Остальное
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что порошок получают совместным помолом смеси тугоплавких дисперсных неметаллических частиц и вещества-протектора в инертной атмосфере.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96122580A RU2121510C1 (ru) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | Способ модифицирования чугунов и сталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96122580A RU2121510C1 (ru) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | Способ модифицирования чугунов и сталей |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2121510C1 true RU2121510C1 (ru) | 1998-11-10 |
RU96122580A RU96122580A (ru) | 1999-01-20 |
Family
ID=20187603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96122580A RU2121510C1 (ru) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | Способ модифицирования чугунов и сталей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2121510C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522926C1 (ru) * | 2013-04-09 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" | Способ получения компактированного модификатора чугуна на основе нанодисперсных порошковых материалов |
RU2618041C2 (ru) * | 2015-10-12 | 2017-05-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ получения модификатора для сварочных материалов |
RU2626841C2 (ru) * | 2015-08-31 | 2017-08-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Способ получения модифицированной лигатуры неодим-железо для постоянных магнитов неодим-железо-бор |
-
1996
- 1996-11-27 RU RU96122580A patent/RU2121510C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Погодин-Алексеев Г.И. и др. Стальные сплавы и взвеси, полученные при помощи ультразвука. Сборник докладов 4-й конференции "Применение ультразвуков в машиностроении". - Изд-во ЦПНТО "Машпром", 1963, с.38. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522926C1 (ru) * | 2013-04-09 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" | Способ получения компактированного модификатора чугуна на основе нанодисперсных порошковых материалов |
RU2626841C2 (ru) * | 2015-08-31 | 2017-08-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Способ получения модифицированной лигатуры неодим-железо для постоянных магнитов неодим-железо-бор |
RU2618041C2 (ru) * | 2015-10-12 | 2017-05-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ получения модификатора для сварочных материалов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1038039B1 (en) | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant | |
US5803152A (en) | Microstructurally refined multiphase castings | |
CN106011610B (zh) | 一种高强度球墨铸铁qt900‑6及其制备方法 | |
KR101364472B1 (ko) | 제강용 결정립 미세화 복합물 및 사용 | |
FR2628414A1 (fr) | Materiau electrofondu polyphase a base d'alumine, d'oxycarbure et d'oxynitrure d'aluminium | |
WO2006068487A1 (en) | Modifying agents for cast iron | |
WO1995024508A1 (en) | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant | |
US2881068A (en) | Method of treating a ferrous melt with a porous sintered metal body impregnated with a treating agent | |
RU2121510C1 (ru) | Способ модифицирования чугунов и сталей | |
CN109694936B (zh) | 一种可净化钢液的脱氧合金化剂及其制备方法 | |
CN107502831B (zh) | 一种高速钢粉体材料及其制备方法 | |
KR20040097396A (ko) | 주철 처리용의 미소 수축 공동의 형성을 방지하는 접종 합금 | |
CN114657451A (zh) | 一种过共晶高铬铸铁及其悬浮、变质复合处理方法 | |
JPH08246026A (ja) | 溶鋼の介在物形態制御方法 | |
CN109402494B (zh) | 一种机车车辆用合金铸铁闸瓦及其制造方法 | |
US4052203A (en) | Crushable low reactivity nickel-base magnesium additive | |
CN113329832B (zh) | 模具粉末和模具涂层 | |
RU2192495C2 (ru) | Раскислитель | |
CN115141971B (zh) | 一种蠕状石墨铸铁高强度液压泵体及其生产工艺 | |
CN115505670B (zh) | 一种球化晶种合金制备方法 | |
Prosvirin et al. | The Production and Properties of a Low-Alloy Inoculated Rail Steel | |
SU1488341A1 (ru) | Лигатура для чугуна | |
US1775339A (en) | Manufacture of irons and steels | |
SU872560A1 (ru) | Способ модифицировани железоуглеродистых сплавов | |
KR20230161514A (ko) | 페로실리콘 바나듐 및/또는 니오븀 합금, 페로실리콘 바나듐 및/또는 니오븀 합금의 생산, 및 이의 용도 |