SU1371973A1 - Смесь дл модифицировани и легировани железоуглеродных сплавов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии, конкретнее к литейному производству. Целью изобретени   вл етс  повышение термостойкости и пластичности сплавов при высоком уровне прочностных характеристик. Смесь дл  модифицировани  и легировани  железоуглеродистых сплавов содержит, мас.%: шлак алюмотермического производства редкоземельных лигатур 80-90; отходы производства сверхпроводников 10-20. При этом шлак алюмотермического производства редкоземельных лигатур содержит , мас.%: окись кальци  40-45; окись алюмини  40-45; окислы редкоземельных металлов 5-7; двуокись кремни  3-9. Отходы производства сверхпроводников содержат, мас.%: ниобий 25-30; титан 25-30; медь 40-50. Применение смеси позвол ет при высоком уровне прочности металла eg 775-795 МПа увеличить его термостойкость и относительное удлинение на 40%. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. (Л

Description

00

со

00

Изобретение относитс  к черной металлургии, конкретнее к литейному производству.

Цель изобретени  - повышение термостойкости и пластичности сплавов при высоком уровне прочностных характеристик .

Смесь дл  модифицировани  и легировани  железоуглеродистых сплавов содержит шлак алюмотермического производства лигатур на основе редкоземельных металлов и отходы производства сверхпроводников при следующем соотношении компонентов, мас.%: Шлак алюмотермического производства лигатур на основе редкоземельных металлов80-90 Отходы производства сверхпроводников 10-20 При этом шлак алюмотермического производства лигатур на основе редкоземельных металлов содержит, мас.% Окись кальци  40-45 Окись алюмини  40-45 Окислы редкоземельных металлов 5-7 Двуокись кремни  3-9 Отходы производства сверхпроводни ков содержат, мас.%: ниобий 25-30; титан 25-30; медь 40-50.

При разработке состава смеси дл  модифицировани  и легировани  железоуглеродистых сплавов исход т из еле- дующего. Дл  достижени  поставленной цели необходимо получить феррито- перлитную структуру с равномерно распределенными мелкодисперсными включени ми графита. Соотношение феррита и перлита в структуре и получение мелкодисперсных графитных включений достигаетс  модифицированием редкоземелными металлами (ферритизирующее и диспергирующее действие), а также ле гированием медью (перлитизирующее действие), повышение термостойкости и степени дисперсности продуктов распада аустенита - за счет легировани  титаном и ниобием.

Дл  получени  необходимого высокого уровн  физико-механических и специальных свойств чугуна необходимо ввести в расплав компоненты шлака, мас.%: R,,0, 0,2-0,4; SiO, ,О, 12-0,50; СаО 1,6-2,5; Al,jO, 1,6-2,5; а также 0,2-0,4% меди, 0,15-0,30% титана и 0,15-0,30% ниоби . При вводе , и SiOt менее 0,2 и 0,12%, соответствен

0

5 0 5

0

но достичь необходимой степени дисперсности графитных включений не удаетс , а увеличение этих присадок свыше указанного количества способствует выделению большого количества неметаллических включений, снижающих весь комплекс физико-механических

свойств. Дл  получени  в литом сос

то нии феррито-перлитной структуры с соотношением фаз 1:1 определ ют величины присадок СаО, и меди. При присадках СаО, Al,0j и меди выше и ниже указанных пределов нарушаетс  соотношение структурных фаз и соответственно падают либо пластические, либо прочностные характеристики чугуна , и цель не достигаетс .

Установлены оптимальные содержани  легирующих компонентов (титана и ниоби ), которые должны находитьс  в расплаве на уровне 0,15-0,30%. Именно при таких содержани х этих элементов получены максимальные уровни пластических и прочностных характеристик и термостойкости. При содержани х титана и ниоби  выше указанного предела наступают погрубление матрицы и снижение уровн  свойств. Концентрации исследуемых элементов ниже 0,15% не обеспечивают достижени  необходимых уровней свойств.

Пример. В промьшшенных услови х получают опытные партии редкоземельных шлаков и легирующего компонента ,  вл ющиес  соответственно отходами алюмотермического производства редкоземельных лигатур и отходами производства сверхпроводников. Составы исследованных смесей даны в табл. 1. Величина присадки смеси составл ет 5% от массы расплава металла .

В силитовой печи выплавл ют чугун, который после достижени  необходимой температуры переливают в разогретый заливочный ковш с предварительно загруженными предлагаемой смесью и шлаком . После выдержки счищают шлак и заливают песчано-глинистые формы диаметром 50 мм и высотой 120 мм. Из полученных отливок вырезают образцы дл  металлографического анализа, дл  определени  термостойкости, относительного удлинени  и пределов прочности при раст жении. Определение относительного удлинени  и предел прочности осуществл ют по стандартньм методикам. Термостойкость определ ют

по прот женности трещин после 100 термоциклов: нагрев до , охлаждение в воде с температурой 20-l c Химические составы исследованных чугунов и результаты даны в табл. 2.

Применение предлагаемой смеси дл  модифицировани  и легировани  позвол ет достичь цели: при высоком уровне прочности ij 775-795 МПа термостойкость и относительное удлинение увеличиваютс  на 40%.

Использование предлагаемой смеси дл  модифицировани  и легировани  железоуглеродистых сплавов позволит повысить их долговечность.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   мического производства лигатур на основе редкоземельных металлов содержит , мас.%:

   Окись кальци 40-45

   Окись алюмини 40-45

   Окислы редкоземельных металлов5-7 Двуокись кремни  3-9

   3. Смесь по П.1, отличающа с  тем, что отходы производства сверхпроводников содержат, мас.%:

   Титан25-30

   Ниобий25-30

   Медь40-50

   Таблица 1

   1.Смесь дл  модифицировани  и л гировани  железоуглеродистых сплавов , содержаща  шлак и легирующий металлический компонент, отличающа с  тем, что, с целью повышени  термостойкости и пластичности сплавов при высоком уровне прочностных характеристик, она в качестве шлака содержит шлак алюмотер мического производства лигатур на основе редкоземельных металлов, а

   в качестве легирующего металлического компонента - отходы производства сверхпроводников при следующем соотношении компонентов, мае.%: Шлак алюмотермического производства лигатур на основе редкоземельных металлов Отходы производства сверхпроводников

   2.Смесь по П.1, о т л щ а   с   тем, что шлак
2. 80-90 .

   10-20 и ч а ю - алюмотер

   20

   25

   20

   30

   35

   40

   О r-

   vO

   LO

   vOr

   о

   l

   m

   03

   Ч

   -