Изобретение относитс к литейном производству, а именно к способам модифицировани сфероидизирующими графитные включени модификаторами чу гуна, используемого дл получени крупных отливок, например прокатных и каландровых валков весом до 40 т и .более. Цель изобретени - повышение сте пени сфероидизации графитовых включений и механических свойств чугуна Магнием обрабатываетс 55-75% всего количества металла при 13201340°С до обеспечени в готовом металле 0,02-0,04% магни , остальну часть чугуна модифицируют церием пр 1480-1510°С до обеспечени остаточн го содержани 0,07-0,09% цери в ме т-;лле. Температура модифицировани магнием находитс в пределах 13201340 с . Этой температуре соответствуат получение максимальных механихзеских свойств чугуна, показател качества и фактора формы графита (гшавки 6-8, табл. 1), которые значительно вьше получаемь х при примен нии известного способа. , Нижний предел этой температуры (1320°С) обусловлен необходимостью обеспечени требуемого уровн механических свойств и низкой в зкости чугуна, способствующей удалению в шлак продуктов десульфурации магнием , С понижением температуры ниже 1320 С ухудшаетс форма графитных сфероидов и повьшаетс степень аномальности перлита, что приводит к снижению прочности (плавки 9-10). Верхьшй предел температуры модифицированного магнием чугуна (340°С) обусловлен тем, что при более высок температурах усиливаетс процесс ис парени магни и снижаетс степень десульфурации. Это приводит к ухудшению формы графита, по влению цементита в медленно охлаждающихс част х отливки, и, как следствие, к снижению механических свойств и ухудшению критери качества АК (пла ки 14-15). Оптимальна температура обработк чугуна церием находитс в пределах 1480-1510°С и обеспечивает максимал ные механические свойства чугуна (плавки 18-20). Нижний предел этой температуры (1480°С) обусловлен необходимой степенью повышени темпе42 ратуры металла перед заливкой, эффективностью восстановлени церием сульфидов магни и обеспечени тем самым повышени механических свойств. С понижением температуры ниже в чугуне возрастает количество газов , главным образом кислорода и снижаетс восстановительна способность цери , что приводит к увеличению его расхода и снижению механических свойств чугуна (плавки 16-17). Верхний предел температуры () обусловлен необходимостью предотвращени его интенсивного испарени , что вл етс причиной снижени механических свойств (плавки 21-22), Оптимальным количеством чугуна, обрабатываемого магнием, вл етс 55-75% от его общего количества. При этом обеспечиваетс максимальньй уровень механических свойств (плавки 20-22). Верхний предел (75%) обусловлен необходимым уровнем повышени температуры чугуна перед заливкой. Увеличение количества чугуна, обработанного магнием, свьше 75% приводит к уменьшению температуры чугуна перед заливкой, понижению механических свойств и уменьшению критери качества АК (плавки 23-24). Нижний предел количества чугуна обработанного магнием обусловлен необходимостью предотвращени интенсивного испарени магни после смепшвани чугунов и возрастани склонности чугуна к отбелу. Уменьшение количества чугуна , обработанного магнием, ниже 55% от общей массы металла вызывает увеличение испарени магни , снижение механических свойств и ухудшение критери качества (плавки 23-24), Магний и церий обеспечивают сфероидизаЦию графитных включений только в узких пределах их остаточного содержани в чугуне. Остаточное содержание магни , необходимое дл получени шаровидного графита с высоким фактором формы, находитс в пределах 0,02-0,04%. При таком содержании магни максимальный уровень механических свойств обеспечиваетс при содержании цери 0,070 ,09% (плавки 3-5 и 10-12, табл. 2). Нижний предел остаточного содержани магни в чугуне (0,02%) обоснован тем, что при более низком его содержании в структуре чугуна по вл етс вермикул рный и пластинчатый 31 графит, что вл етс причиной снижени механических свойств (плавки 1-2), верхний предел (0,04%) - тем, что дальнейшее повьшение остаточног содержани приводит к перемодифицир ванию чугуна, ухудшению фактора фор мы графита и снижению механических свойств (плавки 6-7). Нижний предел остаточного содержани цери (0,07% обусловлен его количеством, необходимым дл вытеснени магни из его сульфидов и св зывани элементов демодификаторов , так как при более низком его содержании снижаетс сте пень сфероидизации графита и уменьшаетс прочность чугуна (плавки 89 ), Верхний предел (0,09%) обосновы ваетс , тем, что при дальнейшем повышении его остаточного содержани графитные включени приобретают звездообразную форму, а в структуре металлической матрицы возрастает количество цементита, что вл етс причиной снижени механических свойств (плавки 13-14). Пример. Дл получени отливок валков исполнени СШХН в пламенной печи выплавл ют 30 т чугуна следующего состава,%: С 3,0; Si 1,5; . Мп 0,8; Сг 0,3; Ni 1,5; S 0,05; Р 0,20. Чугун перегревают до и выпускают в ковш. Обработку чугуна магнием провод т в камере дл модифшщровани при . Расход магни 0,8 кг на I т металла. Модифнцированный магнием чугун вьщержива ют 10 мин дл обеспечени включени сульфидов и оксидов магни на поверхность металла, после чего скачивают шлак. Одновременно в электродуговой печи ДСП-6 выплавл ют 8 т чугуна аналогичного состава дл приготовлени Ш1ДКОЙ чугуноцериевой лигатуры. Металл сливаетс в ковш и при 1500°С 44 обрабатываетс церием. Расход цери составл ет 4,7 .кг на 1т электропечного чугуна. После 10-минутной выдержки с поверхности металла удал ют шлак. При смешивании обработанного магнием чугуна с чугуноцериевой лигатурой получают расплав, имеющий непосредственно перед заливкой температуру 1330°С, Остаточное содержание магни в металле 0,03%, цери 0 ,07%. Графит в сердцевине и шейках имеет шаровидную форму| фактор формы О , 8 1 . Результаты механических испытаний отливок сведены в табл. 3 и показывают , что предел прочности на изгиб чугуна сердцевины валков, полученных по предлагаемому способу, повышает аналогичный показатель валков, изготовленных по известному способу, на 36-41%. Учитыва это, эксплуатационна стойкость валков исполнени СШХН, отлитых по предлагаемому способу вьшге стойкости валков, изготовленных по известному способу, не менее, чем на 25%, Формула изобретени Способ модифицировани чугуна, включающий обработку части чугуна магнием, скачивание шлака и последующее смешивание с оставшимс чугуном, отличающийс тем, что, с целью повьшгени степени сфероиди- зации графитных включений и механических свойств, магнием обрабатывают 55-75% металла при 1320-1340°С до обеспечени в готовом металле 0,02-0,04 мас.% магни , а оставшийс чугун модифицируют церием при 1480-1590С до обеспечени 0,070 ,09 мас.% цери .
n р а не ч а к R е. Плавки 1-3 провод т по HaeecTHOhfy способу; плавки 6-8, J3-15 20-22 - по предлагаемому спосову. Температура чугуна после смешивани приведена с TteTOM тепловых потерь в процессе мсди4 щироваки .
8
1271884 Таблица 2
1271884
К) Продолжение табл.3
Примечен м. Плавку I провод т по известному способу ( плавкм 2-4 по пра лагаемому, Температура чугуна после смешива приведена с ytieToM тепловик потерь пцхтасса модмфмкнронани .