SU1525215A1 - Модифицирующа смесь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, а именно к модификаторам жидкого чугуна, используемым при производстве отливок из высокопрочных доэвтектических чугунов, обладающих повышенным пределом текучести при изгибе. Целью изобретени   вл етс  повышение механических и эксплуатационных свойств чугуна. Модифицирующа  смесь содержит, мас.%: борна  кислота 15-25, окись меди 10-17, силикобарий 15-23, нитриды лити  12-17, алюминий 11-15, карбонитриды хрома 6-16, магний 6-12. Использование модифицирующей смеси позвол ет значительно повысить механические свойства чугуна, а также увеличить на 20-35% его эксплуатационную стойкость. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к модификаторам жидкого чугуна, используемым при производстве отливок из высокопрочных доэвтектиче- ских чугунов, обладающих повышенным пределом текучести при изгибе.

Целью изобретени   вл етс  повышение механических и эксплуатационных свойств чугуна.

Предложенна  модифицирующа  смесь содержит борную кислоту, окись меди, силикобарий, нитриды лити , алюминий, карбонитриды хрома и магний при следующем соотношении компонентов, мас.%; Борна  кислота 15-25 Окись меди10-17

Силикобарий15-23

Нитриды лити  12-17 Алюминий11-15

Карбонитриды хрома 6-16 Магний6-12

Дополнительное введение карбонитри- дов хрома усиливает модифицирующее и упрочн ющее вли ние смеси, обспечи- вает измельчение структуры и графита, повышает упругопластические свойства чугуна, способствует стабилизации и повышению эксплуатационных свойств. При концентрации карбонитридов хрома до 6 мас.% дисперсность структуры и графита в чугуне, модифицирующа  и упрочн юща  способности низкие, а увеличение содержани  карбонитридов хрома более 16 мас.% повышает отбел чугуна, снижает в зкоплаетические свойства чугуна, однородность структуры , стабильность механических свойств чугуна и графитизирующую способность смеси.

Магний введен как сильный раскис- литель и сфероидизатор графита, по- вьщ1ающий отбел и дисперсность струк31

туры в литом состо нии, упрочн ющий структуру и повышающий механические и эксплуатационные свойства. Нижний предел его содержание 6 мас,% при этой концентрации нач:инает про вл тьс  его сфероидизирующее и упрочн ющее вли ние, верхний предел ограничен концентрацией 12 мас.%, выше которой повьшаетс  угар и нестабиль- ность механических свойств.

Нитриды лити  измельчают структуру чугуна при модифицировании, улучшают компактность структурных составл ю- цих, повышают треш 1ностойкость, гра- фитизирующую способность, предел текучести , прочность и модуль сдвига. При концентрации нитридов лити  до 12 мас.% измельчение структуры и величина модул  сдвига недостаточны, а при увеличении нитридов лити  более 17 мас.% увеличиваетс  концентраци  неметаллических включений в чугуне, повышаетс  брак по отсеру, что приводит к снижению модул  сдви- га, пластических и эксплуатационных свойств чугуна.

Алюминий рафинирует и модифицирует железоуглеродистый расплав, повыша  пластические свойства, трещано- стойкость и модуль сдвига. При концентрации алюмини  до 11 мас.% пластические свойства и модуль сдвига чугуна низкие, а при концентрации в смеси алюмини  более 15 мас.% повышаетс  содержание ф:ррита в чугуне и снижаютс  модуль сдвига, предел текучести и эксплуатационна  стойкость

Введение 10-17 мае.7 окиси меди обеспечивает снижение и выравнивание твердости чугуна, повышение графити- зирующей способности, литейных свойств, дисперсности и равномерност структуры, что приводит к повышению ударной в зкости, предела текучести, модул  сдвига чугуна в отливках посл термообработки. При концентрации ее менее 10 мас.% отмечаетс  повышение твердости и снижение пластических свойств и модул  сдвига, а при увели чении концентрации более 17 мас.% увеличиваютс  ликваци , отсер, неоднородность структуры чугуна в отливках , что приводит к снижению ударной

В зкости, модул  сдвига и стабильно- сти механических свойств.

Борна  кислота в количестве 15- 25 мас.% обеспечивает дополнительное модифицрование чуг уна бором, повыше

2

Q 5

-

е

5

0

154

ние графитизирующей способности чугуна и снижение твердости, повьш1ение предела текучести и модул  сдвига. Верхний предел концентрации борной кислоты в смеси ограничен содержанием 25 мас.%, выше которого увеличиваетс  неоднородность структуры и герметичность чугуна в отливках и снижаютс  эксплуатационные свойства, модуль сдвига и предел текучести. При снижении концентрации борной кислоты менее 15 мас.% отмечаютс  низкие характеристики механических свойств и степени графитизации чугуна.

Силикобарий введен как эффективна  раскисл юща , модифицирующа  и графи- тизирующа  добавка. При его содержании более 23 мас.% повышаютс  угар смеси, неоднородность структуры и снижаютс  механические свойства. При концентрации силикобари  до 15 мас.% снижаетс  графитизирующа  способность смеси, увеличиваетс  содержание перлита в структуре, что снижает модуль сдвига, пластические свойства и эксплуатационные свойства.

Пример. Плавки чугунов проводили в открытых индукционных печах. Дл  обработки использовали дозвтекти- ческие чугуны следующего состава, мае.%:

Углерод2,3-2,4

Кремний1,0-1,1

Марганец0,3-0,4

Хром0,04-0,06

Сера0,05-0,06

Фосфор0,06-0,07

ЖелезоОстальное

Дл  модифицировани  чугуна использовали п тьсоставов предложенной модифицирующей смеси и известную модифицирующую смесь в количестве 0,14% от массы чугуна.

Модифицирующие смеси изготавливали дроблением алюмини  АЧ-2, силикобари  СБЗО, карбонитридов хрома ФХ400Н и перемешиванием их с порошками борной кислоты, окиси меди и нитридов лити . I

Из модифицированного чугуна отливали технологические пробы и образцы дл  механических испытаний толщиной 8-45 мм.

Технологические свойства модифицированных чугунов определ ли на стан- .дартных литных пробах, а механические свойства после проведени  термической обработки: нагрев до 960 С, выдержка

515

при этой температуре 5 ч, охлаждение до 730 С, выдержка при этой темпера- |туре 5 ч и окончательное охлаждение на воздухе. Общий цикл термической обработки 17,5 ч.

Графитизирующую способность модифицирующих смесей оценивали по изменению микроструктуры чугуна после выдержки при 760°С в течение 75 ч на стандартных 16 мм образцах, эксплуатационную стойкость - на испытательных стендах ИМСУ-13 в услови х ударно-усталостных нагрузок.

В таблице приведены составы меди- фицирующих смесей и механические и технологические свойства модифицированных чугунов.

Как видно из таблицы, чугуны, мо- дифицированные предложенной смесью составов 2, 3 и 4, обладают более высокими механическими свойствами, чем при модифицировании их известной смесью оптимального состава (опыт 1).

Сопоставительный анализ графити- зирутощей способности и механических свойств модифицированных высокопрочных чугунов после термической обработки показал, что при использовании предложенной модифицирующей смеси

56

повышаютс  механические и технологические свойства модифицированных чуг нов (трещиностойкость, жидкотекучест и др.).

Применение предложенной модифицирующей смеси позволит улучшить эксплуатационную стойкость и механические свойства при одновременном сокращении продолжительности графити- зирующего отжига белого чугуна на феритоперлитный ковкий чугун.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Модифицирующа  смесь, содержаща  борную кислоту, окись меди и силико- барий, отличающа с  тем, что, с целью повышени  механических и эксплуатационных свойств чугуна, она дополнительно содержит алюминий, магний, карбонитриды хрома и нитриды лити  при следующем соотношении компонентов , мас.%:

   Борна  кислота 15-25 Окись меди10-17

   Силикобарий15-23

   Нитриды лити  12-17 Магний6-12

   Алюминий11-15

   Карбонитриды хрома 6-16