SU1390253A1 - Модификатор дл чугуна - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и литейному производству, в частности к вопросам получени  модификаторов и использовани  их дл  получе- ки  высокопрочных чугунов. Целью изобретени   вл етс  снижение себестоимости модификатора при сохранении механических свойств чугуна, Предложенный модификатор содержит, мае, %: магний 6-15; кальций О, 5-2,5; РЗМ 0,1-1,5; никель 30-80; кобальт 0,1-1,5, железо 10-45i углерод 0,5- 2,5; кремний - остальное. Использование предложенного модификатора дл  чугуна позвол ет получить предел . прочности при раст жении 500-520 МПЭу относительнее удлинение 14-15% ударную в зкость 75-90 Ша. 2 табл. с 9

Description

со

о

tsD

ел

со

1139

I Изобретение относитс  к черной 1иетаплургин н литейному производству , в частности к получению комплекс ных модификаторов и использованию их :дл  получени  легированного высокопрочного чугуна.

Цель изобретени  - снижение себестоимости модификатора при сохране- .НИИ механических свойств чугуна на том же уровне.

Модификатор содержит магний, кальций , редкоземельные металлы (РЗМ), железо, никельj кобальт, углерод и кремний при следующем соотношении компонентоы, мае. %:

6-15 0.5-2,5 0,1-1,5

30-80 0,1-П5

5-40 0,5-2,5 Остальное

Магний

Кальций

РЗМ

Никель

Кобальт

Железо

Углерод

Кремний

Дополнительное введение углерода в состав модификатора в количес.тве ОJ5-2,5 мас.% при отсутствии таких дорогосто щих и дефицитных графити- заторов, как барий, стронций,  вл ю щихс  одновременно модификаторами, позвол ет получать высокопрочный чугун с высокими механическим свойствами и без отбела. Особенно важно введение углерода при меньшем содержании в составе кальци « При наличи в .чугуне менее 0,5 мас.% углерода его действие на чугун без отбела не про вл етс . Ввод в модификатор более 2,5 мас.% углерода при наличии в н ем 30-80 никел  практическ не осуществим. Углерод не усваиваетс  в модификаторе, а всплывает в виде спели,

Сохранение повышенных механических свойств чугуна осуществл етс  за счет повьшенного содержани  в составе модификатора магни , вли ющего на образование шаровидного графита. Содерлсание магни  в модификаторе 6 - 1 5 мае . % позвол ет сохранить его модифи- цирующую способность даже при отсутствии в нем таких модифицирующих элементов, как иттрий, барий и стронций. При наличии в составе модификатора менее 6 мас.% магни  и при нижнем содержании в нем РЗМ (0,1 мас.%) его действие на процесс модифицировани  снижа етс , что резко сказываетс  на пони45

55

0

5

0

5

0

5

0

5

5

жении механических свойств чугуна. При наличии в составе модификатора более 15 мас.% магни  процесс модифицировани  происходит бурно, с обильным пироэффектом, выбросами металла. При этом в структуре чугуна по вл ютс  карбидные включени , резко снижающие йластическое свойства чугуна.

Никель в составе модификатора в количестве 30-80 мас.% позвол ет получать высокие механические свойства чугуна в отсутствие микролегирующих присадок бора и азота. Это содержание никел  в составе модификатора определ ете технологическими особенност ми его выплавки из никелевого синтерсплава, содержащего до 86% никел .

. Кальций в составе модификатора в количестве 0,5-2,5 мас.% совместно с РЗМ в количестве 0,1-1,5 мас.% способствует получению в чугуне шаровидной формы графита, что вызывает повышение механических свойств чугуна. При наличии в составе модификатора менее 0.,5 мас.% .кальци  и менее 0,1 мас.% редкоземельных металлов их действие как модифицирующих присадок не про вл етс , особенно на формирование , графита шаровидной формы. При наличии в составе модификатора более 2,5 мас.% кальци  на поверхности жидкого чугуна по вл етс  труднорастворимый густой шлак, который запутыва- етС  в чугуне и приводит к ухудшению качества отливок. Ввод в модификатор дорогих и дефицитных 7311 в количестве более 1,5 мас.% при отличии в нем такого сильного модификатора, как магний, в количестве 6-15 мас.% экономически не выгодно.

Кобальт в составе модификатора в количестве 0,1-1,5 мас.% совместно с никелем способствует повышению механических свойств модифицированного чугуна. Содержание в составе модификатора кобальта определ етс  технологическими особенност ми его получени  из никелевого синтерсплава, содержащего до 2% кобальта.

Железо в составе модификатора в количестве 5-40 мас.%  вл етс  технологически необходимым элементом при выплавке модификатора из составл ющих шихты, содержащей железо.

Кремний в составе модификатора совместно с углеродом выпол,1 е.т функцию графитизатора, способетвукиштп

получению чугуна без структурно-свободных карбидов.

Составы выплавленных и испытанных модификаторов приведены в табл. 1 .

Пример. Модификатор получают в дуговой печи (емкость 500 кг) на шихте из полупродукта никелевого сплава (содержащего, %: никель 97; кобальт 2; железо до 0,7; углерод до 0,3),литейного чугуна ЛК-4, силико- кальци  СК 30, сплава ФСЗОРЗМЗО, графитового бо , металлического магни  М 2. Расплав перегревают до 1440- 1450 С, выпускают в ковш, затем вво- д т принудительно магпий путем погружени  с помощью металлической штанги . Первоначально в печь загружают лИтейный чугун ЛК-4, затем полупродукт никелевого сплава с последующей добавкой перед выпуском расплава си- ликокальци  и сплава ФСЗОРЗМЗО.

Шихта дл  получени  модификатора состава 2 (табл. 1) содержит, кг:

На 100 кг шихты

На 500 кг шихты

Снижение стоимости модификатора -определ ют по формуле

3 С,„ - С

2м

где - себестоимость предлагаемого состава модификатора, руб./т;

Cj - себестоимость известного ростава модификатора, руб./т.

Себестоимость дл  всех модификаторов (С , и С 5 ), приведенных в та бл. 1, определ ют по формуле

CM 5:с.п ,

O

r

0

5

0

5

0

5

0

где С - оптова  цена за 1% элемента

в 1т модификатора, руб.j п - содержание элемента в модификаторе , %.

Подставл   данные по стоимости элементов, вход щих в состав модификатора , в формулу стоимости модификатора С, ZC-n, получают ориентиро - вочную себестоимость составов модификатора 1-6 (табл. 2).

Средн   себестоимость испытываемых модификаторов (составы 1-3) сос- тавл  ет 1742 руб./т, себестоимость известного модификатора 3024 руб./т, снижение стоимости модификатора 1282 руб./т.

Проверка эффективности действи  модификатора проведена на составе чугуна , содержащем, мас.%: углерод 3,6, кремний 2,4i марганец 0,3; хром 0,01; фосфор 0,02; сера 0,02.

Исходный чугун выплавл ют в индукционной печи емкостью 30 кг. Температура чугуна при модифицировании 1420°С. Модифицирование провод т -путем подачи модификатора на дно ковша перед выпуском металла из печи. Количество вводимого модификатора 1,5% от массы жидкого чугуна.

Дл  исследовани  структуры, меха- : нических свойств отливают трефовид- ные пробы. Результаты испытаний механических свойств чугуна приведены в табл. 2.

Проверка предлагаемого модификатора (составы 1-3) показывает эффективность его применени  дл  модифицировани  чугуна. Так, предел прочности при раст жении, относительное удлинение, ударна  в зкость наход тс  на одном уровне с механическими свойствами чугуна, модифицированного известным составом, при снижении его себестоимости.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Модификатор дл  чугуна, содержащий магний, кальций, редкоземельные металлы (РЗМ), железо, кобальт, никель и кремний, отличающий- с   тем, что, с целью снижени  его себестоимости при сохранении механи-. ческих свойств чугуна, он дополнит тельно содержит углерод при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Магний6-15

   Кальций 0,5-2,5

   0,1-1,5

   5-40 0,1-П5

   30-80 0,5-2,5 Остальное

   Извест ый coctaa

   500

   14

   75

   t в в   м ц в I

   Таблица 2

   Перлитоферрит- на , графит шаровидной формы

   1307