SU1691418A1 - Модифицирующа смесь дл получени высокопрочного чугуна - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к смес м дл  обработки чугунов, предназначенных дл  изготовлени  разностенных отливок с повышенными физико- механическими свойствами без отбела. Цель изобретени  - повышение физико-механических свойств чугуна в разностенных отливках. Модифицирующа  смесь содержит силикокальций, ферросиликомишметалл, никель , графит, железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру и чугунную стружку при следующем соотношении компонентов, мас.%: железо-кремний-магний-кальциева  лигатура 60 - 80; силикокальций 16- 20; ферросиликомишметалл 3 - 8; никель 0,1 - 5; графит 0,3 - 5; чугунна  стружка остальное. Дополнительный ввод в состав смеси никел  и графита и ввод магни  в составе железо-кремний-магний-кальциевой лигатуры обеспечивает повышение на 15-20% физико-механических свойств обрабатываемого чугуна в отливках с толщиной стенки 15-75 мм. 2 табл. (Л С

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к составам смесей дл  обработки чугунов, предназначенных дл  изготовлени  отливок с повышенными физико-механическими свойствами в литом состо нии.

Цель изобретени  - повышение физико- механических свойств чугуна в разностенных отливках.

Предлагаема  модифицирующа  смесь, содержаща  магний, силикокальций, ферросиликомишметалл и чугунную стружку, дополнительно содержит никель и графит, а в качестве магнийсодержащего материала содержит железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Железо-кремний-магний- кальциева  лигатура60 - 80 Силикокальций 16 - 20 Ферросиликомишметалл3-8 Никель 0.1-5 Графит 0,3 - 5 Чугунна  стружка . Остальное Ввод никел  в состав модифицирующей смеси способствует перлитизации структуры чугуна, измельчению перлитной основы, кроме того, снижает твердость отливок тонких сечений, кромок и углов отливки, предупрежда  отбел, а также способствует выравниванию свойств разностенных отливок . Кроме того, ввод никел  в состав модифицирующей смеси способствует как лучшему усвоению модифицирующих элеО

ю

со

ментов магни , РЗМ (из-за ут желени  смеси , преп тствующего всплыванию ее), так и одновременному лучшему распределению никел  по всему объему жидкого чугуна (благодар  барботажу, активному ее перемешиванию модифицирующими элементами - магнием, РЗМ),

При содержании в смеси никел  менее 0,1% его действие как микролегирующего элемента, вызывающего повышение физико-механических свойств чугуна, не про вл етс . Ввод более 5% никел  в состав смеси при наличии в сплаве ферросилико- мишметалла на верхнем пределе способствует образованию в структуре чугуна цементита, по вление которого резко снижает пластические свойства чугуна. При этом ввод в состав смеси более 5% никел  из-за его дефицитности и дороговизны экономически нецелесообразен.

Графит в смеси способствует образованию дополнительных центров кристаллизации , устранению отбела и уменьшению усадки.

Содержание графита в составе менее 0,3% практически не оказывает вли ни  на процесс зародышеобразовани . Ввод фа- фита в состав смеси в количестве более 5% приводит к выделению спели в чугуне, что ухудшает качество отливок.

Ввод магни  в смесь в составе железо- кремний-магний-кальциевой лигатуры обеспечивает высокую графитизирующую способность смеси при различных скорост х охлаждени , а также способствует ослаблению карбидообразующего действи  магни . При содержании этой лигатуры в составе смеси менее 60 мас.% снижаютс  степень сфероидизации графита и механические свойства чугуна (в особенности при его обработке с повышенным содержанием серы), При увеличении содержани  лигатуры в состав смеси более 80 мас.% увеличиваетс  угар, получаетс  неоднородна  структура с отдельными включени ми карбидов . Наличие в составе смеси силикокаль- ци  в количестве 16-20 мас.% обусловлено его высокой графитизирующей и модифицирующей эффективностью. Кальций в совокупности с элементами смеси (с магнием, РЗМ) способствует образованию в чугуне мелкого шаровидного графита, устранению черных п тен и повышению прочностных и пластических свойств чугуна отливок.

При содержании в составе смеси сили- кокальци  менее 16мас.% по вл етс отбел в тонкостенных, длинномерных отливках, а при содержании более 20 мас.% ухудшаетс  растворимость смеси.

Наличие в составе модифицирующей смеси ферросиликомишметалла повышает степень сфероидизации графита и механические свойства высокопрочного чугуна в отливках благодар  размельчению и увеличению количества графитовых включений. При наличии в составе смеси менее 3 мас.% ферросиликомишметалла его действие на измельчение и сфероидизацию графита не про вл етс . При содержании в составе смеси более 8 мас.% ферросиликомишметалла приводит к по влению отбела в тонкостенных отливках.

Чугунна  стружка  вл етс  покрывоч- ным материалом дл  смеси, способствующем ее постепенному растворению в чугуне и обеспечивающим лучшее усвоение модифицирующих компонентов.

В литейном цехе Криворожского цент- рального рудоремонтного завода изготовлены и опробованы модифицирующие смеси дл  обработки чугуна при отливке плит паллет кольцевого охладител .

В табл. 1 приведены составы смесей, В качестве железо-кремний-магнийкальциевой лигатуры примен ют лигатуру марки 8-СМГ-7 с низким содержанием кальци , имеющую следующий химический состав . мас,%: магний 7; кальций 0,5; кремний 53; железо остальное. Поэтому дл  повышени  графитизирующей и сфероидизирую- щей способности смеси дополнительно ввод т в состав силикокальций марки СК 20 с содержанием кальци  20%. Кальций  вл - етс  элементом, способствующим как гра- фитизации чугуна, так и сфероидизации графита. Особенно он эффективен как сфе- роидизатор графита в присутствии магни  и РЗМ. Повышение сфероидизирующей спо- собности смеси позвол ет также повысить механические, особенно пластические, свойства чугуна.

Чугун плав т в электродуговой печи емкостью 6 т. Температура выпуска чугуна 1380 - 1400°С. Расход смеси составл ет 2% от массы жидкого металла. Смесь загружают на дно ковша. Дл  исследовани  механических свойств и микроструктурного анализа заливают клиновидные ступенча- тые пробы и отливки плит паллет. Темпера-, тура заливки чугуна 1320-1340 °С.i

В табл. 2 приведены механические свойства и структура исследуемых чугунов при вводе испытуемых смесей. 5 Обработка чугуна смес ми предлагаемого состава позвол ет получить повышение механических свойств в разностенных отливках за счет улучшени  степени сфероидизации графита, а также способствует ус- гранению в структуре чугуна цементитной

составл ющей, что позвол ет исключить из технологического процесса высокотемпературный отжиг отливок.

Ожидаемый экономический эффект от применени  предлагаемого состава смеси на одной отливке (масса отливки паллет 4,5 т) составл ет около 600 руб.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Модифицирующа  смесь дл  получени  высокопрочного чугуна, содержаща  маг- нийсодержащий материал, силикокальций, ферросиликомишметалл и чугунную стружку , отличающа с  тем. что. с целью

   0

   повышени  физико-механических свойств чугуна в разностенных отливках, она дополнительно содержит никель и графит, а в качестве магнийсодержащего материала содержит железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Железо-кремний-магний- кальциева  лигатура60 - 80 Силикокальций16 - 20 Ферросиликомишметалл3-8 Никель 0,1-5 Графит 0.3 - 5 Чугуна  стружка Остальное

   В известном составе (авт.св. Н 1125276) вместо железо-коемний-магний- кальциевой лигатуры содержитс  8% магни  и Ь% плавикового шпата.

   Т а б л и

   Дл  толщины стенок отливок 15 мм

   600 590 570 560 540 00

   15,0

   t6,0

   16,0

   6,0

   8,0

   8,0

   212 207 197 224 221 210

   Дл  толщины стенок отливок 35 мм

   13,6

   16,3

   14,5

   5,5

   7,2

   7,3

   191 185 179 204 201 190

   Дл  толщины стенок отливок 75 мм

   80 85 90 72 63 70

   97 95 90 90 35 80

   82 90 92 ЗЭ 75 75

   97 95 90 90 85 80