SU1296589A1 - Способ получени высокопрочного чугуна - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к разра- Воткё способо в получени  высокопрочного чугуна. Цель - повьппение однородности предела прочности на разрыв в разнотолщинных сечени х отливок , снижение расхода глобулиризую- щих и графитизирующих реагентов. Спо- :соб получени  высокопрочного чугуна включает ступенчатую обработку расплава цериевым мишметаллом, магний- содержащими и графитизирующими реагентами с продувкой расплава газами. Ввод 0,05-0,1% мишу1еталла в .тигель производилс  перед вьтуском металла и увеличение расхода доли модификатора 1-ой ступени обеспечило повышение однородности 6 в разнотол- щинных сечени х отливок с 620-510 до (620 - 640) - (580 - 600) МПа, снижение расхода модификаторов с 4,1 до 3,6%. 1 табл. с S (Л ел 00 ;о

Description

11

Изобретение относитс  к металлургии , в частности, к разработке способов получени  высокопрочного чугуна .

Цель изобретени  - повышение одно родности предела прочности на разрыв в разнотолщиннЫх сечени х отливок , снижение расхода глобулиризую щик и графитизирующих реагентов.

Технологический процесс получени  высокопрочного чугуна по предлагаемому способу включает несколько этапов .

После наплавлени  объема печи металлом , доводки по химическому составу и проведени  термовременной обработки в чугун ввод т 0,05-0,1% от массы расплава мишметалла. Положи-. тельный эффект от ввода мишметалла заключаетс  в нейтрализации содержащихс  в расплаве чугуна, элементов - демодификаторов, таких как свинец, й Ш1ь к, висмут и др., что определ ет общий расход вводимых глобул ри- зуквдих и графитизирующих элементов, При вводе в расплав мишметалла менее 0,05% его положительное вли ние малэффективно , что требует повьпвенного расхода магнийсодержащего и графити- зИрующего реагентов. Ввод в расплав более О,1% мишметалла приводит к по влению в тонкостенных сечени х отливки карбидов.

Обработанный цериевым мишметал- лом чугун переливают в разливочный ковш, который оборудован под продувку . На дно ковша, загружают 85-95% расчетного количества магнийсодержа- щей лигатуры, 75т80% графитизирующе- го модификатора и пригружают обрезью листовой стали, затем производ т заполнение ковша металлом. После прекращени  пироэффекта включают продувку . В качестве газносител  может использоватьс  воздух, азот, аргон, природный газ. Продувку ведут в течение 1,5-2,5 мин, после чего металл в ковше выдерживают 2-5 мин,

Эффективность первой стадии обработки чугуна реагентами, т;„е. вводом 85-95% глобул ризатора и 75-80% графитизатора,. про вл етс  на повышении однородности предела прочности при раст жении в разнотолщинных сечени х отливок. Количество вводимых реагентов определ етс  необходимостью получени  более однородной структуры в сечени х отливки, охлажO

5

0

5

0

дающихс  с температурным градиентом. Чувствительность металла к скорости охлаждени  значительно уменьшаетс  при 2-стадийной обработке расплава чугуна приведенными реагентами в указанных пределах. Использование менее 85% расхода магнийсодержащего реагента при плавке на шихте низкого качества малоэффектино, а превышение верхнего предела приводит к сокращению времени сохранени  модифицирующего эсЬфекта.

Количество вводимого графитизиру- ющего реагента определ етс  стабилизацией процесса графитообразовани  и очищением расплава от окислов и примесей, что оказьшает положительное вли ние на степень однородности структуры. При расходе менее 75% графитизирующего реагента уменьшаетс  количество центров кристаллизации , что отрицательно сказываетс  на прочностных свойствах металла,а превышение его количества более 80% приводит к увеличению размеров графита , что сказываетс  на снижении гидроплотности.

Разделение процесса ввода магниевых и графитизируюшрх реагентов от процесса продувки способствует

5

0

5

0

5

уменьшению угара магни , повьипению степени-усвоени  всех вводимых компонентов , что приводит к уменьшению расхода присадок. Кроме того, при обработке расплава с целью получени  шаровидного графита после обработки металла цериевым мишметаллом значительно сокращаетс  расход глобул ри- зующих и графитизирующих компонен- .тов.

Продувка расплава в ковше после его первичной обработки реагентами в течение 1,5-2,5 мин способствует интенсивному его перемешиванию, что приводит к равномерному распределению всех компонентов сплава по всему объему ковша, к усреднению температуры чугуна. Это повышает стабильность процесса модифицировани .

Продука менее 1,5 мин не обеспечивает надежного перемешивани  металлу и усреднени  его по составу, а превьщ1ение времени более 2,5 мин практически и экономически нецелесообразно , т.е. нар ду с шаровидным образуетс  и вермикул рный графит .

После продувки металла в ковше его вьщерживают в течение. 2-5 мин. Это способствует всдлыванию неметаллических , газовых и окисных включений , выделению и росту графита в жидком состо нии, что уменьшает величину предусадочного расширени  металла при его заливке в форму с 0,8-0,85% до 0,4%, т.е. более, чем в два раза, а это значительно уменьшает развитие пористости и увеличивает плотность отливки.

Вьщержав металл требуемое врем , с зеркала его счищают шлак, присаживают послойно оставшийс  графитизи- рующий и магнийсодержащий реагенты.

Втора  стади  обработки чугуна способствует полной глобул ризации графита, измельчению размеров и увеличению их количества, значительно продлевает врем  сохранени  модифицирующего эффекта, что особенно важно -при отливке крупногабаритного лить .Послойный ввод реагентов св зан с необходимостью предотвращени  непосредственного контакта магнийсо- держащего реагента с расплавом металла . Поэтому сначала ввод т графи- тизирующий реагент, а на него засыпают магнийсодержащий. Продувкой металла газом осуществл ют взаимодействие и перемешивание его с введенными реагентами. Врем  продувки составл ет 0,5-1- мин. При длительности продувки менее 0,5 мин не обеспечиваетс  полное растворение присадок в металле, а превышение времени более 1 мин нецелесообразно из-за снижени  температуры металла и ослаблени  модифицирующего эффекта.

Пример . Вьшлавку чугуна .осуществл ли в индукционной печи ИЧ1-10. Чугун до обработки имел следующий химический состав, мас.%: С С 3,9; Si 1,7; Мп 0,65; S 0,035; Р 0,06. Расплав перегревали до 1450 С вьщерживали в печи 15 мин, затем удал ли шлак и вводили 7 кг цериево- го мишметалла марки МЦ 40, включали печь до полного растворени  мишметал

па в расплаве чугуна. В просушенный и разогретый до 300-400 С ковш, оборудованный под продувку, вводили 1,98% от массы расплава или 90% от всего расчетного количества магний- содержащую лигатуру (содержание Mg 8%), затем 1,1% от массы металла или 30% от всего расчетного количест .

20

25

2965894

ва ферросилици  ФС 75. Введенные реагенты пригружали -обрезками просушенной листовой стали марки СТЗ в количестве 2% от массы металла. За5 тем в ковш заливали чугун и после прекращени  пироэффекта производили продувку металла в течение 2 мин. После этого вьщерживали чугун 4 мин и удал ли шлак, а затем на зеркало

10 металла послойно ввели 0,4% ферросилици  (20% от расчетного количества реагента), и 0,22% магнийсодержа- щей лигатуры и производили в течение 40 с продувку расплава воздухом.

15 После, удалени  тлака производили зап- лавку литейных форм. Другие варианты способа получени  чугуна с шаровидной формой графита.были получены в соответствии с граничными параметра-пи режимов и расхода реагентов. Дл  сравнительного анализа был осуществ.- лен известный способ получени  4 ШГ с применением магнийсодержащей лигатуры того же состава и ферросилици 

й)С 75. . :

Результаты сравнительных испытаний представлены в табл. 1.

Как следует из таблицы, предваУ ) рительна  обработка расплава чугуна мишметаллом в тигле печи и ступенчата  обработка чугуна глобулиризующи- ми и графитизирующими реагентами- обеспечивает повьш1ение однородности

5 предела прочности при раст жении, в сечени х отливок различной толщины и снижение расхода модификаторов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   40

   п

   5

   Способ получени  высокопрочного чугуна, включающий плавку металла, ступенчатую обработку его магнийсо- держащими и графитизирующими присадками при их частичном вводе на дно ковша и на поверхность расплава в ковш с продувкой расплава воздухом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  предела прочности при раст жении в разнотолщинных сечени х отливок и снижени  расхода магНИИсодержащих и графитизирующих присадок, перед выпуском металла в тигель печи дополнительно ввод т 5 мишметалл в количестве 0,05-0,1% от массы чугуна, расплав выпускают в ковш, на дно которого предварительно ввод т 85-95% расчетного количества магнийсодержащей лигатуры

   и 75-80% расчетного количества ферросилици , после прекращени  пиро- эффекта производ т продувку расплава воздухом в течение 1,5-2,5 мин, вьщерживают расплав в течение

   о

   Редактор К. Волощук

   Составитель Н. Косторной

   Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко

   Заказ 719/29Тираж 550 - Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   1296589-6

   5 мин, затем удал ют шлак, послойно ввод т на зеркало металла остальное количество магнийсодержащей лигатуры и ферросилици  и производ т про- 1 дувку расплава воздухом 0,5-1 мин.