SU1710593A1 - Модифицирующа смесь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к модифицирующим смес м дл  высокопрочных чугунов. Цель'ю изобретени   вл етс  повышен1^еудароустойчивости и снижение склонности чугуна в отливках к гор чим трещинам. Модифицирующа  смесь содержит, мас.%: магний 6-16; ферросиликобарий 10-15; алюминий 2-6; силиКомишметалл 6-25; карбиды кремни  13-18; нитриды ниоби  3-10; криолит 8-17; ферросилиций остальное. Модифицирование предлагаемой смесью доз в- тёктического чугуна позвол ет получить аь 691-715 МПа. 6 127-13.5%. ан = 895-920 кДж/м^. удароустойчйвость 3910-3980 циклов; относительную трещиностойкость 1,41-1.47 Кт. склонность к трещинам 8-11 мм; коэффициент долговечности 1.32-1.41. 2 табл.•s.^ . •иИзобретение относитс  к металлургии, в частности к производству модифицированных высокопрочных чугунов дл  отливок. Дл  получени  высокопрочных чугуноб используют модифицирующую смесь, содержащую магний, ферросилиций и графит,^ вз тые в соотношении 1:4:1.•Чугун, модифицированный этой смесью, затвердевает с высоким отбелом и склонен к трещинам.Известен модификатор следующего химического состава, мае. %:Магний10-15Графит18-30Силикомишметалл2-25ФерросилицийОстальноеРасход известного модификатора to- отаал ет 1.0-1.3% от массы жидкого металла. Степень усвоени  магни  из модифицирующей смеси составл ет 24-38 %. Механические свойства модифицирован-ного чугуна: предел прочности при раст жении 600-700 МПа. относительное удлинение 3-6%. Отмечаютс  низкие характеристики удароустойчивости и ударной в зкости модифицированного этой смесью высокопрочного чугуна в отливках.Наиболее близкой к предлагаемой по составу и достигаемому эффекту  вл етс  модифицирующа  смесь, содержаща . мас.%:МагнийФерросиликобарийАлюминийСиликомишметаллКриолитФерросилицийТрещиностойкость Кт модифицированного этой смесью чугуна снижаетс  .цо 0.9- 0.96. а число перегибов образцов не превышает 1-3. Удароустойчйвость при энергии удара 10 МПа составл ет 1800-220010-2025-305-62-62.5-4.5 Остальноео ел о со

Description

циклов, а коэффициент долговечности 1,021 ,06.

Недостаток - повышенна  склонность к гор чим трещинам отливок из модифицированного этой смесью чугуна.

Цель изобретени  - повышение долговечности и снижение склонности чугуна в отливках к гор чим трещинам.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что модифицирующа  смесь, содержаща  магний , ферросиликобарий, алюминий, силикомишметалл , криолит и ферросилиций, дополнительно содержит карбиды кремни  и нитриды ниоби  при следующем соотношении компонентов, мае. %;

Магйий6-16

Ферросиликобарий10-15

Алюминий2-6

Спл,ав ФСЗОРЗМЗО (силикомишметалл). 6-25

Карбиды кремни 13-18

Нитриды ниоби 3-10

Криолит8-17

ФерросилицийОстальное

Дополнительное введение карбидов кремни  обусловлено их высокой рафинирующей и модифицирующей способностью, что способствует повышению однородности структуры, удароустойчивости, долговечности и упругопластических свойств. При их концентрации до 13 мас.% модифицирующий эффект и упруго пластические свойства недостаточны, а при повышении концентрации их более 18 мас.% снижаетс  стабильность структуры чугуна и его удароустойчивость .

В качестве силикомишметалла использован сплав ФСЗОРЗМЗО, который в составе смеси  вл етс  экзотермическим компонентом, устран ющим образование первичных карбидов и пористости в чугуне, что способствует повышению трещиностойкости , долговечности, удароустойчивости и технологических свойств. Нитриды ниоби  повышают дисперсность структуры и ударрустойчивость . Верхний предел концентрации нитридов обусловлен увеличением содержани  неметаллических включений по границам зерен и снижением упругопластических свойств чугуна, а при уменьшении их концентрации до 3 мас.% модифицирующий эффект, удароустойчивость, долговечность и трещиностойкость недостаточны.

Магний всмеси  вл етс  основным сфероидизирующим компонентом, повышающим фактор формы графита, удароустойчивость и механические свойства, а его содержание в смеси прин то в обычных концентраци х, исключающих пироэффект, увеличение неоднородности структуры, отбела и снижение трещиностойкости и упругопластических свойств чугуна, а также эксплуатационной долговечности.

Введение в состав лигатуры 8-17 мас.%

криолита и 2-6 мас.% алюмини  обусловлено их рафинирующим и раскисл ющим вли нием , повышающим трещиностойкость и удароустойчивость. При концентрации их менее нижних пределов трещиностойкость,

0 долговечность при эксплуатации и удароустойчивость недостаточны, а при увеличении их концентрации более верхних пределов снижаютс  однородность структуры и стабильность технологических и экс5 плуатационных свойств.

Ферросиликобарий оказывает модифицирующее и графитизирующее вли ние, способствует повышению фактора формы графита, .неметаллических включений, технологических и механических свойств и снижению склонности чугуна к гор чим трещинам. Нижний предел концентрации ферросиликобари  обусловлен недостаточной удароустойчивостью и низкими технологическими свойствами, при увеличении его содержани  более 15 мас.% снижаетс  однородность структуры чугуна и стабильность технологических и механических свойств.

0 При м е р. Модифицирующие смеси получают путем механического перемешивани  измельченных до фракции 0,1-5 мм ферросилици  ФС75, сплава ФСЗОРЗМЗО (ТУ 14-5-136-81) и ферросиликобари 

5 ФСБа15; стружки алюмини  А91: измельченных брикетов карбидов кремни  фракции 0,01-0,5 мм и нитридов ниоби  фракции 0,01-0,5 мм с гранулированным магнием Mr 1 фракции до 2 мм и технического криолита

0 в порошковом виде. Продолжительность перемешивани  3-5 мин. Смеси ввод т в чугун при 1420-1450 С в бумажных пакетах.

В табл. 1 приведены составы модифицирующих смесей, используемые при выплавке чугунов доэвтектического состава, содержащих, мас.%; углерод 2,8; кремний 1,5; марганец 0,4; фосфор 0,05; хром 0,04; титан 0,03; алюминий 0,02; сера 0,03; железо - остальное. Количество вводимоймоди0 фицирующей смеси 0,20 мас.% от массы железоуглеродистого расплава.

В табл. 2 приведены технологические и механические свойства модифицированных чугунов,

5 Предел прочности при раст жении и относительное удлинение определ ют на образцах р 10 мм, а ударную в зкость - на образцах типа 8 по методу испытаний на ударный изгиб. Склонность к гор чим трещинам определ ют на звездообразных технологических пробах по общей длине возникающих при затвердевании модифицированного чугуна трещин, а эксплуатационную долговечность - на испытательных стендах.,

Как видно из табл. 2, предлагаема  модифицирующа  смесь обеспечивает более высокие характеристики трещиностойкости и удароустойчивости, чем известна  моди фицирующа  смесь.

Формул а и 30 б ре тени   Модифицирующа  смесь, содержаща  магний, ферросиликобарий, алюминий, силикомишметалл , криолит и ферросилиций,

отличающа с  тем, что, с целью повышени  долговечности и снижени  склонности чугуна в отливках к гор чим трещинам , она дополнительно содержит карбиды кремни  и нитриды ниоби  при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Магний6-16 ,

Ферросиликобарий10-15

Алюминий2-6

Силикомишметалл6-25

Карбиды кремни 13-18

Нитриды ниоби 3-10

Криолит8-17

ФерросилицийОстальное

Таблица i

Продолжение табл. 1

Т а б ли ц а 2

20

Продолжение табл. 2

Claims (1)

1. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Модифицирующая смесь, содержащая магний, ферросиликобарий, алюминий, силикомишметалл, криолит и ферросилиций, 15 отличающаяся тем, что. с целью повышения долговечности и снижения склонности чугуна в отливках к горячим трещинам, она дополнительно содержит карби5 ды кремния и нитриды ниобия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Магний 6-16 . Ферросиликобарий 10-15 Алюминий 2-6 Силикомишметалл 6-25 Карбиды кремния 13-18 Нитриды ниобия 3-10 Криолит 8-17 Ферросилиций Остальное 4»

   Таблица 1

   Смесь Содержание в составе модифицирующей смеси, мае. % Магний Сплав ФСЗОР ЗМЗО (силикомешметалл) Ферросиликобарий Криолит Известная 1 17 6 26 4.4 Предлагаемая 2 6 25 10 8.0 3 13 16 12 15.0 4 16 6 15 17.0 5 5 27 8 7.0 6 17 . 1 16 23,0

   Продолжение табл. 1

   Смесь Содержание в составе модифицирующей смеси, мае. % Алюминий Цитриды Карбиды кремния Ферросилиций Расход смеси, % от массы расплава Известная 1 6 — Остальное 0.20 Предлагаемая 2 2 3 13 _·<_ 0,20 3 4 6 16 0,20 4 6 10 18 0,20 5 7 1 10 0,20 6 1 11 19 _ н_ 0,20

   20 Таблица 2

   , Смесь Предел прочности при растяжении, МПа Относительное удлинение, % Удароустойчивость, цикл Ударная вязкость, кДж/м² Известная 1 490 12,8 2200 580 - Предлагаемая 2 691 12,7 3910 895 3 715 13,5 3980 920 . 4 704 13,2 3930 906 5 530 12,3 2251 645 6 645 11,9 2360 720

   Продолжение табл. 2

   Смесь Относительная|Число перегибов трещиностой- КОСТЬ, Кт Склонность к трещинам, мм Коэффициент долговечности Известная 1 0,96 3 25 1,05 Предлагаемая 2 1,41 10 11 1,32 3 1,47 12 8 1,41 4 1.45 .11 10 1.39 5 1,27 5 21 1,08. 6 1,33 6 16 1,21