SU1520131A1 - Модификатор чугуна - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к составам модификаторов дл  получени  высокопрочного чугуна. Цель изобретени  - устранение трещинообразовани  и стабилизаци  шаровидной формы графита в отливках в услови х длительной выдержки расплава. Модификатор чугуна содержит висмут, ферросилиций и донные остатки тигельной плавки магнийсодержащих сплавов при следующем соотношении компонентов, мас.% : донные остатки тигельной плавки магнийсодержащих сплавов 35-45

висмут 1,0-1,5

ферросилиций остальное. При этом донные остатки тигельной плавки содержат 45-60% магни 

0,8-2,5% РЗМ

0,2-0,5% алюмини 

0,2-0,5% циркони , соли и окислы ЩЗМ остальное. Дополнительный ввод в состав модификатора висмута применен в качестве магнийсодержащего компонента донных остатков тигельной плавки, а в качестве кремнийсодержащего компонента - ферросилици  позвол ет устранить трещинообразование в отливках в процессе выдержки расплава модифицированного чугуна и в 2-3 раза повысить длительность модифицирующего эффекта. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к литейному - производству, в частности к составам модификаторов, дл  получени  высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ЧШГ).

Цель изобретени  - устранение тре- щинойбразовани  и стабилизаци  шаровидной формы графита в услови х длительной вьщержки расплава чугуна.

Указанна  цель достигаетс  за счет того, что модификатор чугуна, включающий магкий-и кремнийсодержащий компоненты, в качестве магнийсодержа- щего компонентаJ содержит донные остатки тигельной плавки магкийсодержа- щнх сплавов, в качестве кремнийсодержа- щего компонента - ферросилиций и дополнительно содержит висмут при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Донные остатки тигельной плавки магнийсЬ- держащих сплавов35-45

Висмут1,0-1,5

ФерросилицийОстальное

при. 1. этон донные остатки тигельной плавки магнийсодержащих сплавов содержат следующие компоненты, мас.%:

со

Магний45-60

РЗМ0,8-2,5

Алюминий0,2-5,0

Цирконий0,2-0,5

Хлориды и окислы ЩЗМОстальное

Наличие в составе модификатора донных остатков тигельной плавки позвол ет произвести сфероидизацию гра- фита в чугуне за счет наличи  в них магни . Благодар  присутствию в донных остатках алюмини  и циркони  сниг жаетс  трещинообразование в отливках из модифицированного чугуна за счет снижени  структурньк напр жений в отливках . Кроме Toi O, в донных остатках тигельной плавки содержатс  РЗМ.

Введение в модификатор магни  и РЗМ в составе донных остатков тигель- ной плавки магнийсодержащих сплавов позвол ет утилизировать отходы и значительно снизить стоимость модификатора ,Вход щий в состав модификатора ком плекс: ферросилиций, висмут и РЗМ (последнее вводитс  в составе донных остатков тигельной плавки магнийсодержащих сплавов), стабильно обеспечивает получение шаровидной формы графита и однородной микроструктуры в отливках в услови х длительной разливки (вьщержки) чугуна.. Висмут и РЗМ при вводе их в расплав чугуна, образуют тугоплавкие соединени  типа , MeBij, MeBi, частички которых  вл ютс  подлЬжками дл  графитообра- зовани . Ферросилиций, раствор  сь в чугуне, создает микрозоны с повышенным содержанием кремни , в которых происходит активное вьделение графита . Указанные особенности  вл ютс  причиной мощного графити ирующего воздействи , длительного во времени и позвол ющего стабилизировать микро- структуру ЧШГ, снизить либо полностью устранить отбел в услови х даже длительной разливки (вьдержки) чугуна.

Кроме того, РЗМ и висмут, осажда сь на границе графит - расплав, спо- .собствуют консервации глобулей при .выдержке расплава, что позвол ет ста- рильно обеспечивать шаровидную форму графита в отливках в услови х длительной рдзливки чугуна.

При содержании в составе модификатора донных остатков тигельной плавки магнийсодержащих сплавов менее 35,мае.% ухудшаетс  форма графита

Q 5

0

g Q 5

Q ,

5

в отливках и снижаютс  физико-механические и эксплуатационные свойства чуг уна. При наличи донных остатков в количестве свыше 45 мас.% возрастает количество структурно-свободных карбидов в микроструктуре ЧШГ за счет повышени  содержани  магни , а также повышаетс  трещинообразование в от-, ливках.

Снижение содержани  висмута в модификаторе менее 1,0 мас.% приводит к невозможности стабильного обеспечени  микроструктуры в отливках в услови х длительной разливки (вьщержки) расплава чугуна, т.е. по мере вьщержки расплава резко -возрастает количество стр 1ктурно-свободных карбидов, в отливках образуютс  трешкны. Повышение . количества висмута в составе модификатора свыше 1,5 мас.% приводит к де- глобул ризации графита в модифицированном чуг.уне, и к снижению его физико-механических характеристик, а кроме того, это не оправдано экономически .П РИМ е р. Исходный чугун химического состава, мас.%.: С 3,3-3,4; Si 2,2-2,3; Мп 0,56-0,60; Сг до 0,03; Р до 0,07, выплавл ют в индукционной печи и обрабатывают известным и предлагаемым модификаторами в количестве 1,5% от массы чугуна в камере-авто-Клаве и в ковше вместимостью 200 кг. В состав модификаторов вход т при различных соотношени х первичный магний ферросилиций, висмут, а также донные остатки тигельной плавки магнийсодержащих сплавов (отходы малой металлургии ) химического состава, мас.%:

Магний50,0

.РЗМ1,5

Алюминий0,9

Цирконий0,4

Хлориды и окислы

ЩЗМОстальное

I Температура чугуна при выпуске из печи составл ет 1430-1450.С.

После модифицировани  и сн ти  шпака чугун переливают в индукционную печь вместимостью 120 кг и подвергают изотермической выдержке при 1340- 1350°С :в течение 30-40 мин. По ходу вьдержки чугуна через каждые 2 мин заливают в песчаные формы образцы с приведенной тол.щиной 15 мм дл  исследовани  микроструктуры, а также специальные пробы на треш11ноустойчивость

515

в виде Т-образного профил  с соотношением толп(ин сопр женных стенок 3:1

Стабильность обеспечени  шаровидной формы 1 рафита в услови х длитель- ной вьдержки (разливки) чугуна оценивают по длительности сохранени  до 80% графита баллов Гф13 и ГФ12 в мик- роструктре образцов.

Трегаинообразование оценивают визу- ально на Т-образных пробах, которые заливают по мере выдержки чугуна че-. рез каждые 2 мин. После охлаждени  образцов в форме до цеховой температуры формы выбивают и образцы осмат- ривают, фиксиру  отсутствие или наличие трещин.

Данные по трещинообразованию, стабильности обеспечени  шаровидной фор- мы графита и микроструктуры (по величине N) в услови х длительной разливки (вьщержки) расплава чугуна приведены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагае- мый модификатор обеспечивает отсутствие трещинообразовани , позвол ет стабильно получать шаровидную форму графита- и стабилизировать микроструктуру в услови х длительной разливки (выдержки) расплава ЧШГ.

Применение модификатора позволит снизить коробление, сократить цикл либо полностью устранить термообра- ботку (в зависимости от способа изгоЛ .6

товлени  отливок), а также снизить стоимость модификатора.

Claims (1)

1.Модификатор чугуна, включающий магнийсодержащий и кремнийсодержагций компоненты, отличающийс  тем, что, с целью устранени  трещинообразовани  и стабилизации шаро-. видной формы графита в отливках в услови х длительной вьщержки расплава чугуна, он дополнительно содержит висмут, в качестве магнийсодержащего компонента - донные остатки тигельной плавки магнийсодержащих сплавов, а в качестве кремнийсодержащего компонента - ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Донные остатки тигельной плавки магнийсодержащих сплавов35-45 Висмут 1,0-1,5 Ферросилиций Остальное

2,Модификатор по п. 1, отличающийс  тем, что донные остатки тигельной плавки магнийсодержащих сплавов содержат следующие компоненты , мас.%:

Магний45-60

РЗМ 0,8-2,5 Алюминий0,2-5,0

Цирконий0,2-0,5

Соли и окислы ЩЗМОстальное