SU1708909A1 - Cast iron modifier - Google Patents

Cast iron modifier Download PDF

Info

Publication number
SU1708909A1
SU1708909A1 SU904805278A SU4805278A SU1708909A1 SU 1708909 A1 SU1708909 A1 SU 1708909A1 SU 904805278 A SU904805278 A SU 904805278A SU 4805278 A SU4805278 A SU 4805278A SU 1708909 A1 SU1708909 A1 SU 1708909A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
iron
cast iron
shrinkage
modifier
determined
Prior art date
Application number
SU904805278A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Григорьевич Слуцкий
Семен Наумович Леках
Николай Иванович Бестужев
Владимир Леонидович Трибушевский
Виктор Александрович Шейнерт
Марьян Мургаш
Игор Вахтер
Original Assignee
Белорусский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Белорусский Политехнический Институт filed Critical Белорусский Политехнический Институт
Priority to SU904805278A priority Critical patent/SU1708909A1/en
Priority to SK663-91A priority patent/SK278920B6/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1708909A1 publication Critical patent/SU1708909A1/en

Links

Landscapes

  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

A cast iron modifier able to prevent creation of heat splits and to lower creation of alloy contraction defects contains 6 up to 15 weight percent of rare earth metals closed to cerium group, 1 up to 4 weight percent of calcium, 0,1 up 4 weight percent of copper, 5 up to 15 weight percent of iron, 5 up to 25 weight percent of silicon, 0,1 up to 1,5 of magnesium, 2 up 7 weight percent of bismuth and aluminium is the rest.

Description

Изобретение относитс  к литейному производству, а именно к разработке составов модификаторов и лигатур дл  чугуна.The invention relates to foundry, namely the development of modifier compositions and master alloys for cast iron.

Известен модификатор дл  чугуна, содержащий кремний и РЗМ на основе алюмини . Данный модификатор отличаетс  низкой температуройплавлени , что обеспечивает возможность обработки чугуна ваграночной плавки. Кроме того, он имеет ограниченную область применени  - литье в металлические формы.Known modifier for cast iron containing silicon and rare-earth metals based on aluminum. This modifier is characterized by a low melting point, which makes it possible to treat the cupola iron. In addition, it has a limited scope - casting in metal molds.

Цель изобретени  - повьшение трепщноустойчивости и снижение склонности чугуна к образрванию усадочных .дефектов в отливках.The purpose of the invention is to increase chipping resistance and reduce the propensity of cast iron to form shrinkage defects in castings.

Выбранные пределы содержани  ингредиентов установлены экспериментально . Содержание редкоземельных , металлов цериевой группы в составе модификатора обуславливаетс  их эффективным воздействием на процесс графитизации чугунов за счет инокулирующей обработки о спла. а- Нижний предел содержани  (6%) обусловлен достижёнием определенного эффекта. Превышение верхнего уровн  содержани  (15%) может гфивести к обратному эффекту - возрастанию отбела чугуна и как следствие к сниженщо трещиноус .тойчивости И повьппению усадки сплаваThe selected limits for the content of ingredients are set experimentally. The content of rare-earth metals of the cerium group in the composition of the modifier is due to their effective influence on the process of graphitization of cast iron due to inoculation treatment of the alloy. a- The lower limit of content (6%) is due to the achievement of a certain effect. Excess of the upper level of content (15%) may lead to the opposite effect - an increase in the chill bite of the cast iron and, as a result, a reduction in the crack resistance and the shrinkage of the alloy.

Кальдий - эффективный рафинирующий элемент. Его воздействие на процесс графитизации аналогичен редкоземельным металлам. Нижний предел содержани  (1%) обусловлен необходимостью достижени  эффекта графитиЗации, при превышегшн верхнего предела содержани  кальци  (4%) происходит ошлакование модификатора вследствие образовани  высокотемпературных основных шлаков.Calcium is an effective refining element. Its effect on the graphitization process is similar to rare earth metals. The lower limit of the content (1%) is due to the need to achieve the effect of grafitiZation, when the upper limit of the calcium content is exceeded (4%), the modifier is slagging due to the formation of high-temperature basic slags.

Медь - элемент, сопутствующий в исходных шихтовых материалах, на основе которых предполагаетс  методом сплавлени  получать лигатуру (поршневые сплавы). Превышение верхнего предела содержани  (4%) требует специального ввода меди при плавке, что повышает стоимость лигатуры и усложн ет технологический процесс. Кроме того, повьшение содержани  меди выше верхнего предела не дает существенного приращени  эффекта в достижении поставленной цели изобретени .Copper is a concomitant element in the initial charge materials, on the basis of which it is supposed to produce a ligature (piston alloys) by the fusion method. Exceeding the upper limit of content (4%) requires special input of copper during smelting, which increases the cost of the ligature and complicates the technological process. In addition, the increase in the copper content above the upper limit does not give a significant increment of the effect in achieving the goal of the invention.

Железо - элемент, которьп косвенно способствует достижению поставленной цели изобретени . Оно повышает плотность лигатуры и повышает коэффициент усвоени  модифицирующих компонентов лигатуры. Выбранные пределы содержани  железа (5-10%) обеспечиваютс  использованием лигатуры . ФСЗОРЗМЗО в качестве шихтовой составл ющей дл  сплавлени  предлагаемой лигатуры. Превышение верхнего предела ( 1 5%) уменьшает содержание других эффективных элементов модификаторов, что требует повышенного расхода лигатуры при достижении того же уровн  эффекта обработки.Iron is an element that indirectly contributes to the achievement of the object of the invention. It increases the density of the ligature and increases the rate of assimilation of modifying components of the ligature. The selected limits of iron content (5-10%) are provided by using a ligature. FPSORMA as a charge component for fusion of the proposed ligature. Exceeding the upper limit (1 5%) reduces the content of other effective elements of the modifiers, which requires an increased consumption of ligatures when the same level of processing effect is achieved.

Выбранные пределы содержани  кремни  в сочетании с алюминиевой основой лигатуры обеспечивают низкую температуру плавлени  лигатуры и как следствие высокое усвоение ее рас-плавом .Кроме того, кремний - известный графитизатор чугунов, нижний предел его содержани  (5%) выбран исхо-: д  из необходимости достижени  определенного эффекта модифицировани . Превышение верхнего предела (25%) не дает существенного приращени  эффекта модифицировани  и бесполезно в св зи с наличием в составе предлагаемой лигатуры более эффективных модифицирующих элементов.The selected limits of the silicon content in combination with the aluminum base of the ligature ensure a low melting point of the ligature and, as a consequence, a high absorption of the melt. In addition, silicon is a well-known graphitizer of cast iron, the lower limit of its content (5%) is chosen a certain modification effect. Exceeding the upper limit (25%) does not give a significant increment of the effect of modifying and is useless due to the presence in the composition of the proposed ligature of more effective modifying elements.

Магний снижает температуру плавлени  лигатуры, оказывает существенное инокулирук цее воздействие на расплав чугуна. Нижний предел егоMagnesium reduces the melting point of the ligature, has a significant inoculant effect on the molten iron. Lower limit of it

установлен дл  достижени  эффекта модифицировани . Превьшение верхнего предела содержани  магни  (1,5%) приводит к по влению заметного пироэффекта , ухудшает экологию цеха, снижает коэффициент усвоени  магни .,set to achieve a modifying effect. Exceeding the upper limit of the magnesium content (1.5%) leads to the appearance of a noticeable pyroelectric effect, worsens the ecology of the workshop, reduces the coefficient of magnesium absorption.,

Алюминиева  основа обеспечивает требуемую низкую температуру плавлени  модификатора.The aluminum base provides the desired low melting point of the modifier.

Висмут - сильный поверхностно-активный элемент. Использование этого элемента в предлагаемом модификаторе основано на его Способности адсорбироватьс  на поверхности неметаллического включени  или растущего включени  графита. При вводе в жидкий расплав чугуна лигатуры на основе алюмини  с достаточно высоким содержанием кремни  создаютс  зоны растворени , пересыщенные по этим элементам . В них сплав становитс  резко заэвтектическим . Последнее приводит к вьщелению высокоуглеродистых фаз (графит, карбид кремни ) в зонах растворени  лигатуры. В результате диффузионного выравнивани  содержани  модифицирующих элементов во всем объеме металла (после завершени  процесса растворени  модификатора) вышеназванные фазы станов тс  термодинамически неустойчивыми и наблюдаетс  процесс их активного растворени .Bismuth is a strong surfactant element. The use of this element in the proposed modifier is based on its ability to adsorb on the surface of a non-metallic inclusion or growing inclusion of graphite. When an aluminum-based alloy master alloy with a sufficiently high silicon content is introduced into the molten pig iron, dissolution zones are created that are supersaturated in these elements. In them, the alloy becomes sharply hypereutectic. The latter leads to the separation of high-carbon phases (graphite, silicon carbide) in the zones of ligature dissolution. As a result of the diffusion leveling of the content of modifying elements in the entire volume of the metal (after completion of the modifier dissolution process), the above phases become thermodynamically unstable and the process of their active dissolution is observed.

Наличие в составе предлагаемой лигатуры активных элементов, таких как РЗМ, кальций, магний, резко интенсифицирует процесс выделени  графитной фазы (создаютс  эффективные подложки дл  выделени  графита и углеродсодержащих фаз), а дополнительный ввод висмута в количествах (27% ) за счет его адсорбции на поверхности зародышей графита увеличивает длительность их существовани . Это резко снижает Отбел чугуна, уменьшает усадку за счет более.полного протекани  процесса графитизации, причем наблюдаетс  измельчение и более равномерное распределение графита. Как следствие изотропности структуры сплава отливки повьшхаетс  трещиноус-The presence of active elements in the proposed ligature, such as REM, calcium, magnesium, dramatically intensifies the process of separating the graphite phase (effective substrates are created to separate graphite and carbon-containing phases), and additional input of bismuth in amounts (27%) due to its adsorption on the surface embryo graphite increases the duration of their existence. This drastically reduces the iron bleaching, reduces shrinkage due to a more complete process of graphitization, with a reduction and a more uniform distribution of graphite. As a consequence of the isotropy of the structure of the alloy, the casting is cracked

тойчивость чугуна.cast iron stability.

II

Claims (1)

Нижний предел содержани  висмута (2%) установлен исход  из необходимости достижени  определенного эффекта . Превышение верхнего предела (7%) может привести к обратному результату , широко известному по литературе - резкому возрастанию склонности чугуна к кристаллизации по метастабильной диаграмме, низкой трещиноустойчивости и высокой усадке сплава в отливках, наблюдаемой при вводе поверхностно-активных элементов . Ввод в состав лигатуры на основе алюмини  совместно с ЩЗ и РЗМ висмута позвол ет получить противополож ный от общепризнанного эффект возрас тани  графитизирук цего воздействи  лигатуры на кристаллизующийс  расплав чугуна. Технологи  изготовлени  предлагав мой лигатуры может включать сплавление в индукционных печах модификатора ФСЗОРЗМЗО и отходов производства поршней из алюминиевых сплавов в соответствующих соотношени х. Содержание висмута обеспечиваетс  вводом ег в виде технически чистого металла. Пример. Дл  сравнительного испытани  известной и предлагаемой лигатуры выплавл ли исходный чугун следующего химического состава, .: мас.%: углерод 3,2-3,4; кремний 1,82 ,0; марганец 0,5; хром 0,15. Плавку проводили в индукционной высококачественной печи. Технологи  модифицировани  чугуна включала ковшевую обработку расплава предлагаемым и пред лагаемым модификаторами в количестве 0,1 мас.%. Склонность модифицированного чугу на к усадке определ ли по технологической пробе, имеющей, форму конуса объемом 76 см. Объем усадочных дефектов определ ли как сумму объемов концентрированной раковины и усадочной пористости. Последнюю определ ли по разнице удельной плотности материала условно плотной части пробы (вершина конуса) и части конуса, пораженной пористостью. Плотность мате риала определ ли методом гидростатического взвешивани . Склонность чугуна к отбелу опреде-л ли по высоте ртбела в клине. Трещиноустойчивость оценивали на технологической пробе, вьтопненной в виде Т-образной отливки, заливаемой в металлическую форму, одна из частей которых имела толщину 8 мм, друга  25 мм. Критерием трешрноустойчивости выбирали количество макротрещин на сопр женных поверхност х толстостенной ц тонкостенной част х технологической пробы. В табл. 1 и 2 приведены результаты испытаний. Как следует из приведенных данных, использование предлагаемого модификатора позвол ет повысить трещиноустойчивость чугуна, снизить его усадку и отбел. Формула изобретени  Модификатор дл  чугуна, содержащий редкоземельные металлы цериевой группы, кальций, медь, железо, кремний , алюминий, магний, о т л и-чающийс  тем, что, с целью повьшхени трещиноустойчивости, снижени  склонности чугуна к образованию усадочных дефектов в отливках и усадки чугуна, он дополнительно соержит висмут при следующем соотношении компонентов, мас.%: Редкоземельные ме- таллы цериевой группы6-15 Кальций1-4 Медь0,1-4 Железо5-15 Кремний5-25 Магний0., 1-1,5 Висмут2-7 АлюминийОстальноеThe lower limit of the bismuth content (2%) is set on the basis of the need to achieve a certain effect. Exceeding the upper limit (7%) can lead to the opposite result, widely known in the literature - a sharp increase in the tendency of cast iron to crystallization according to a metastable diagram, low crack resistance and high shrinkage of the alloy in castings, observed when surface-active elements are introduced. Entering into the aluminum-based ligature together with the bismuth thyroid and rare-earth metals makes it possible to obtain the opposite effect from the generally recognized graphitization of the effect of the ligature on the crystallizing pig iron melt. Manufacturing techniques suggesting my ligatures may include fusing in the induction furnaces the modifier FSZORMZO and the waste from the production of pistons from aluminum alloys in appropriate ratios. The bismuth content is provided by introducing it in the form of a technically pure metal. Example. For comparative testing of the known and proposed ligature, the initial cast iron of the following chemical composition was smelted: mass%: carbon 3.2-3.4; silicon 1.82, 0; manganese 0.5; chromium 0.15. Melting was carried out in an induction high-quality furnace. The process of modifying the pig iron included a ladle treatment of the melt with the proposed and proposed modifiers in an amount of 0.1 wt.%. The tendency of the modified iron to shrinkage was determined by a technological sample having a cone shape of 76 cm. The volume of shrinkage defects was determined as the sum of the volumes of the concentrated shell and shrinkage porosity. The latter was determined by the difference in the specific density of the material of the conventionally dense part of the sample (the tip of the cone) and the part of the cone affected by porosity. The density of the material was determined by hydrostatic weighing. The tendency of cast iron to chill is determined by the height of the mercury in the wedge. The crack resistance was evaluated on a technological sample, recorded as a T-shaped casting, poured into a metallic form, one of the parts of which was 8 mm thick, the other 25 mm thick. The number of macrocracks on the mating surfaces of the thick-walled and thin-walled portions of the technological sample was chosen as the criterion of trash resistance. In tab. 1 and 2 show the test results. As follows from the above data, the use of the proposed modifier makes it possible to increase the crack resistance of cast iron, to reduce its shrinkage and chill. Claims Modifier for cast iron containing rare earth metals of cerium group, calcium, copper, iron, silicon, aluminum, magnesium, due to the fact that, in order to increase crack resistance, reduce the tendency of cast iron to form shrinkage defects in castings and shrinkage iron, it additionally contains bismuth in the following ratio of components, wt.%: Rare-earth metals of the cerium group6-15 Calcium1-4 Copper0.1-4 Iron 5-15 Silicon5-25 Magnesium 0., 1-1.5 Bismuth2-7 AluminumOther ТаЦлица 1TaClica 1 Таблица 2table 2
SU904805278A 1990-03-23 1990-03-23 Cast iron modifier SU1708909A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904805278A SU1708909A1 (en) 1990-03-23 1990-03-23 Cast iron modifier
SK663-91A SK278920B6 (en) 1990-03-23 1991-03-14 Cast iron modifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904805278A SU1708909A1 (en) 1990-03-23 1990-03-23 Cast iron modifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1708909A1 true SU1708909A1 (en) 1992-01-30

Family

ID=21503453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904805278A SU1708909A1 (en) 1990-03-23 1990-03-23 Cast iron modifier

Country Status (2)

Country Link
SK (1) SK278920B6 (en)
SU (1) SU1708909A1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SK278920B6 (en) 1998-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU1813113C (en) Cast iron modifier
SU1708909A1 (en) Cast iron modifier
US2760859A (en) Metallurgical flux compositions
SU1211299A1 (en) Method of producing aluminium cast iron with compact graphite
SU1447908A1 (en) Flux for treating aluminium-silicon alloys
RU2016112C1 (en) Method for modification of aluminium alloys
SU1224349A1 (en) Briquette for cast iron inoculation
SU1590481A1 (en) Inoculator for iron
SU1081230A1 (en) Master alloy
RU1750251C (en) Method for producing magnesium alloys in induction furnace
SU1331895A1 (en) Modifying composition
RU1770372C (en) Method of high-duty cast iron production
SU834141A1 (en) Method of producing spheroidal graphite cast-iron
SU1275056A1 (en) Inoculating additive for cast iron
SU1588791A1 (en) Pig iron inoculator
SU798192A1 (en) Cast iron
SU1447909A1 (en) Flux for treating post-eutectic castable aluminium-silicon alloys
SU996455A1 (en) Method for producing high-tensile spheroidal cast iron
SU1541298A1 (en) Inoculating agent
SU739124A1 (en) Modifier
SU1446182A1 (en) Innoculator
SU616042A1 (en) Ingot making method
SU1548213A1 (en) Composition for inoculating iron
RU2241778C1 (en) Iron-silicium-aluminum-based addition alloy
RU2164960C1 (en) Method of modifying agent production