UA126302C2 - Модифікатор чавуну та спосіб виробництва модифікатора чавуну - Google Patents
Модифікатор чавуну та спосіб виробництва модифікатора чавуну Download PDFInfo
- Publication number
- UA126302C2 UA126302C2 UAA202004822A UAA202004822A UA126302C2 UA 126302 C2 UA126302 C2 UA 126302C2 UA A202004822 A UAA202004822 A UA A202004822A UA A202004822 A UAA202004822 A UA A202004822A UA 126302 C2 UA126302 C2 UA 126302C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- modifier
- particles
- alloy
- cast iron
- ferrosilicon
- Prior art date
Links
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 title abstract 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 92
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 92
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 142
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 84
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 239000006069 physical mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001122 Mischmetal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 244000300264 Spinacia oleracea Species 0.000 claims 1
- 235000009337 Spinacia oleracea Nutrition 0.000 claims 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- GHPGOEFPKIHBNM-UHFFFAOYSA-N antimony(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sb+3].[Sb+3] GHPGOEFPKIHBNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 23
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 23
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 22
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 21
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 14
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 14
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 10
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 7
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 4
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 RBeO Chemical class 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 2
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical compound [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 229910001037 White iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
- C21C1/105—Nodularising additive agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/076—Use of slags or fluxes as treating agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/08—Making cast-iron alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/04—Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Цей винахід стосується модифікатора для виготовлення чавуну з кулястим графітом, причому вказаний модифікатор містить сплав феросиліцію у вигляді частинок, який складається з приблизно від 40 до 80 мас. % Si; 0,02-10 мас. % Са; 0-15 мас. % рідкісноземельних металів; 0-5 мас. % Al; 0-5 мас. % Sr; 0-5 мас. % Mg; 0-12 мас. % Ba; 0-10 мас. % Zr; 0-10 мас. % Ti; 0-10 мас. % Mn; причому принаймні один з елементів Ba, Sr, Zr, Mn чи Ti або їхня сукупність присутній(я) у кількості щонайменше 0,05 мас. %, решту складають Fe та випадкові домішки у звичайній кількості, причому вказаний модифікатор додатково містить, за масою, у розрахунку на загальну масу модифікатора: від 0,1 до 15 мас. % Sb2O3 у вигляді частинок, способу виробництва такого модифікатора та застосування такого модифікатора.
Description
Галузь техніки, до якої належить винахід
Цей винахід належить до модифікатора на основі феросиліцію для виготовлення чавуну з кулястим графітом і способу виробництва цього модифікатора.
Рівень техніки
Чавун зазвичай виробляють у вагранкових або індукційних печах, і він, як правило, містить від 2 до 4 відсотків вуглецю. Вуглець добре змішується із залізом, і форма, якої вуглець набирає в затверділому чавуні, дуже важлива для характеристик та властивостей чавунного лиття. Якщо вуглець присутній у вигляді карбіду заліза, такий чавун називають білим чавуном, і за фізичними характеристиками він є твердим і крихким, що в більшості варіантів застосування є небажаним. Якщо вуглець має форму графіту, чавун є м'яким і таким, що піддається обробці.
Графіт може виникати в чавуні в пластинчастій, компактній або кулястій формі. Куляста форма забезпечує найбільш міцний і найбільш пластичний (ковкий) тип чавуну.
Форму, якої набирає графіт, а також кількість графіту порівняно з карбідом заліза можна контролювати за допомогою певних добавок, які сприяють утворенню графіту під час затвердіння чавуну. Ці добавки називають сфероїдизаторами та модифікаторами, а їх додавання до чавуну називають, відповідно, сфероїдизацією та модифікуванням. Під час виробництва чавуну утворення карбіду заліза, зокрема на тонких ділянках, часто є проблемою.
Утворення карбіду заліза відбувається за швидкого охолодження тонких ділянок порівняно з повільнішим охолодженням товщих ділянок лиття. Утворення карбіду заліза в чавунному виробі в цій галузі називають "вибіленням". Утворення вибілення кількісно визначають шляхом вимірювання "глибини вибілення", а ефективність модифікатора із запобігання вибіленню та зменшення глибини вибілення є зручним способом вимірювання та порівняння вказаної ефективності модифікатора, зокрема для сірих чавунів. У чавуні з кулястим графітом ефективність модифікаторів зазвичай визначають і порівнюють із застосуванням значення числової щільності кулястих украплень графіту.
З розвитком галузі виникає потреба в міцніших матеріалах. Це передбачає вищий ступінь легування карбідоутворювальними елементами, як-от хромом (Сі), марганцем (Мп), ванадієм (М), молібденом (Мо) тощо, а також більш тонкостінне лиття та виготовлення легших промислових зразків лиття. Тому існує постійна потреба в розробці модифікаторів, які
Зо зменшують глибину вибілення й покращують оброблюваність сірих чавунів, а також підвищують числову щільність сфероїдів графіту у високоміцних чавунах із кулястим графітом.
Точна хімічна структура та механізм модифікування, а також принципи функціонування модифікаторів у різних розтопах чавуну не є повністю дослідженими, тому велика кількість досліджень спрямована на забезпечення цієї галузі новими та покращеними модифікаторами.
Вважається, що кальцій та деякі інші елементи пригнічують утворення карбіду заліза та сприяють утворенню графіту. Більшість модифікаторів містять кальцій. Додавання цих супресантів карбіду заліза зазвичай здійснюють шляхом додавання сплаву феросиліцію, і, вірогідно, найширше використовуваними сплавами феросиліцію є високолеговані кремнієм сплави, які містять від 70 до 80 95 кремнію, і низьколегований кремнієм сплав, який містить від до 55 95 кремнію. Елементи, які зазвичай можуть бути присутніми в модифікаторах і які додають до чавуну у вигляді сплаву феросиліцію для стимулювання зародження центрів кристалізації графіту в чавуні, включають, наприклад, кальцій (Са), барій (Ва), стронцій (5г), алюміній (АЇ), рідкісноземельні метали (РЗМ), магній (Мо), марганець (Мп), вісмут (Ві), сурму (55), цирконій (2) і титан (Ті). 45 Пригнічення утворення карбіду пов'язане з можливостями модифікатора стимулювати зародження центрів кристалізації. Під можливостями стимулювати зародження центрів кристалізації розуміють кількість центрів кристалізації, утворених із застосуванням модифікатора. Утворення великої кількості центрів кристалізації призводить до збільшення числової щільності кулястих украплень графіту і в такий спосіб підвищує ефективність модифікування та посилює пригнічення карбіду. Крім того, висока швидкість зародження центрів кристалізації також може забезпечити кращу стійкість до згасання ефекту модифікування за тривалого часу витримки розтопленого чавуну після модифікування. Згасання модифікування можна пояснити сплавленням і повторним розчиненням сукупності центрів кристалізації, що призводить до зменшення загальної кількості потенційних ділянок зародження центрів кристалізації.
У патенті США Мо 4,432,793 розкритий модифікатор, який містить вісмут, свинець і/або сурму. Вісмут, свинець і/або сурма, як відомо, мають високу ефективність модифікування та забезпечують збільшення кількості центрів кристалізації. Ці елементи також відомі як елементи, що протидіють утворенню кулястого графіту, і збільшення присутності цих елементів у чавуні, як бо відомо, призводить до переродження структури кулястого графіту. Модифікатор за патентом
США Мо 4,432,793 є сплавом феросиліцію, що містить від 0,005 95 до З 95 рідкісноземельних елементів і від 0,005 95 до З 95 одного з металевих елементів, а саме вісмуту, свинцю та/або сурми, легованих у феросиліції.
Заявка на патент США Мо 2015/0284830 стосується сплаву модифікатора для обробки товстостінних чавунних деталей, які містять від 0,005 до З 95 мас. рідкісноземельних елементів і від 0,2 до 2 95 мас. 560. Згідно зі вказаною заявкою на патент США 2015/0284830 встановлено, що сурма в поєднанні з рідкісноземельними елементами в сплаві на основі феросиліцію забезпечує ефективне модифікування, за стабілізації кулястого графіту, товстостінних деталей без небажаного додавання чистої сурми до рідкого чавуну. Як описано в 05 2015/0284830, модифікатор зазвичай використовують у контексті модифікування чавунного розтопу для попередньої обробки вказаного чавуну, а також для обробки засобом для сфероїдизувального модифікування. Модифікатор згідно із заявкою на патент США 2015/0284830 містить (95 мас.) 65 Фо 5і, 1,76 95 Са, 1,23 95 АІ, 0,15 95 50, 0,16 95 РЗМ, 7,9 95 Ва, і решту складає залізо.
З УМО 95/24508 відомий модифікатор чавуну, який демонструє підвищену швидкість зародження центрів кристалізації. Цей модифікатор - це модифікатор на основі феросиліцію, що містить кальцій і/або стронцій, і/або барій, менше ніж 4 95 алюмінію та від 0,5 до 10 95 кисню у вигляді одного або декількох оксидів металів. Проте було встановлено, що відтворюваність кількості центрів кристалізації, утворених за допомогою модифікатора за М/О 95/24508, була досить низькою. У деяких випадках у чавуні утворюється велика кількість центрів кристалізації, але в інших випадках кількість утворюваних центрів кристалізації є досить низькою. Через зазначену вище причину модифікатор згідно з МО 95/24508 фактично не використовувався на практиці.
З УМО 99/29911 відомо, що додавання сірки до модифікатора згідно з УМО 95/24508 позитивно впливає на модифікування чавуну та збільшує відтворюваність центрів кристалізації.
Згідно з М/о 95/24508 і УМО 99/29911 оксиди заліза, а саме РБеО, БРег2Оз і ЕезОх, є переважними оксидами металу. Іншими оксидами металів, згаданими в цих патентних заявках, є БІО», МпО, МаО, Сабо, АІ2Оз, ТіО» та СазіОз, СеО», 7102. Переважний сульфід металу вибирають із групи, що складається з Ге5, Беб2, Мп5, Мо5, Са і Си.
З патентної заявки США Мо 2016/0047008 відомий модифікатор у вигляді частинок для обробки рідкого чавуну, який містить, з одного боку, допоміжні частинки, виготовлені з легкоплавкого матеріалу, у рідкому чавуні, а з іншого боку, поверхневі частинки, виготовлені з матеріалу, який сприяє зародженню та росту графіту, дискретно розміщені й розподілені на поверхні допоміжних частинок, причому поверхневі частинки мають такий розподіл розміру зерен, що їхній діаметр 450 є меншим за одну десяту частину діаметра 450 допоміжних частинок або дорівнює їй. Призначення модифікатора у вказаній заявці США 2016", зокрема, вказане як модифікування чавунних деталей різної товщини та з низькою чутливістю до основного складу чавуну.
Отже, існує потреба в розробці високоефективного модифікатора, який утворює велику кількість центрів кристалізації, що дає змогу забезпечити високу числову щільність кулястих украплень графіту. Додатковою потребою є створення модифікатора з кращою стійкістю до згасання ефекту модифікування за тривалого часу витримки розтопленого чавуну після модифікування. Ще одна потреба полягає у створенні модифікатора на основі Ребі з умістом сурми без недоліків попереднього рівня техніки. Цей винахід задовольняє принаймні деякі з перерахованих вище потреб, а також забезпечує й інші переваги, які стануть очевидними в наведеному нижче описі.
Виклад суті винаходу
У першому аспекті цей винахід стосується модифікатора для виготовлення чавуну з кулястим графітом, причому вказаний модифікатор містить сплав феросиліцію у вигляді частинок, який складається з приблизно від 40 до 80 95 мас. 5і; 0,02-10 95 мас. Са; 0-15 95 мас. рідкісноземельних металів; 0-5 95 мас. АЇ; 0-5 95 мас. г; 0-5 95 мас. Мо; 0-12 95 мас. Ва; 0-10 95 мас. 2; 0-10 95 мас. Ті; 0-10 95 мас. Мп; решту складає Ре та випадкові домішки у звичайній кількості, причому принаймні один з елементів Ва, Зг, 2, Мп чи Ті, або їхня сукупність, присутній (-я) у кількості щонайменше 0,05 95 мас., і причому вказаний модифікатор додатково містить, за масою, у розрахунку на загальну масу модифікатора: від 0,1 до 15 95 мас. 5б29Оз у вигляді частинок.
В одному варіанті здійснення сплав феросиліцію містить від 45 до 60 95 мас. 5і. В іншому варіанті здійснення модифікатора сплав феросиліцію містить від 60 до 80 95 мас. 51.
В одному варіанті здійснення рідкісноземельні метали включають церій (Се), лантан (Га), ітрій (У) і/або мішметал. В одному варіанті здійснення сплав феросиліцію містить до 10 95 мас. 60 рідкісноземельних металів.
В одному варіанті здійснення сплав феросиліцію містить від 0,02 до 5 95 мас. Са. В іншому варіанті здійснення сплав феросиліцію містить від 0,5 до З 95 мас. Са. В одному варіанті здійснення сплав феросиліцію містить від 0 до З 95 мас. 5г. В іншому варіанті здійснення сплав феросиліцію містить від 0,2 до З 9о мас. 5г. В одному варіанті здійснення сплав феросиліцію містить від 0 до 5 95 мас. Ва. В іншому варіанті здійснення сплав феросиліцію містить від 0,1 до 5 95 мас. Ва. В одному варіанті здійснення сплав феросиліцію містить від 0,5 до 5 95 мас. АЇ. В одному варіанті здійснення сплав феросиліцію містить до б 95 мас. Мп, і/або Ті, і/або 2г. В одному варіанті здійснення сплав феросиліцію містить менше ніж 1 95 мас. Ма.
В одному варіанті здійснення принаймні один з елементів Ва, 5г, 2, Мп чи Ті, або їхня сукупність, присутній (-я)у кількості щонайменше 0,1 95 мас.
В одному варіанті здійснення модифікатор містить від 0,5 до 10 95 502Оз у вигляді частинок.
В одному варіанті здійснення модифікатор присутній у вигляді шихти або механічної/фізичної суміші сплаву феросиліцію у вигляді частинок і 502Оз у вигляді частинок.
В одному варіанті здійснення Зб2Оз у вигляді частинок присутній у вигляді сполуки, що покриває поверхню частинок, на сплаві на основі феросиліцію у вигляді частинок.
В одному варіанті здійснення 5р2Оз у вигляді частинок механічно змішують або поєднують зі сплавом на основі феросиліцію у вигляді частинок у присутності в'яжучої речовини.
В одному варіанті здійснення модифікатор присутній у вигляді агломератів, отриманих із суміші сплаву феросиліцію у вигляді частинок і 502Оз у вигляді частинок у присутності в'яжучої речовини.
В одному варіанті здійснення модифікатор присутній у вигляді брикетів, отриманих із суміші сплаву феросиліцію у вигляді частинок і 5Б2Оз у вигляді частинок у присутності в'яжучої речовини.
В одному варіанті здійснення сплав на основі феросиліцію у вигляді частинок і 502Оз у вигляді частинок додають окремо, але одночасно до рідкого чавуну.
У другому аспекті цей винахід стосується способу виробництва модифікатора згідно з цим винаходом, який включає: забезпечення основного сплаву у вигляді частинок, який містить від 40 до 8095 мас. 5і; 0,02-1095 мас. Са; 0-595 мас. 5г; 0-12595 мас. Ва; 0-1595 мас. рідкісноземельних металів; 0-5 95 мас. Мо; 0-5 95 мас. АЇї; 0-10 95 мас. Мп; 0-10 95 мас. Ті; 0-10 95 мас. 2; решту складає Ее та випадкові домішки у звичайній кількості, причому принаймні один з елементів Ва, 5г, 2г, Мп чи Ті, або їхня сукупність, присутній (-я)у кількості щонайменше 0,05 95 мас., і причому вказаний модифікатор додатково містить, за масою, у розрахунку на загальну масу модифікатора: від 0,1 до 15 95 мас. 502Оз у вигляді частинок для виробництва вказаного модифікатора.
В одному варіанті здійснення способу 502Оз у вигляді частинок механічно змішують або поєднують з основним сплавом у вигляді частинок.
В одному варіанті здійснення способу 502Оз у вигляді частинок механічно змішують або поєднують з основним сплавом у вигляді частинок у присутності в'яжучої речовини. В іншому варіанті здійснення способу з механічно змішаних або поєднаних основного сплаву у вигляді частинок і 502Оз у вигляді частинок у присутності в'яжучої речовини додатково утворюють агломерати чи брикети.
В іншому аспекті цей винахід стосується використання модифікатора, як визначено вище, для виготовлення чавуну з кулястим графітом шляхом додавання модифікатора до розтопу чавуну перед литтям, одночасно з литтям або як модифікатора у формі.
В одному варіанті здійснення використання модифікатора сплав на основі феросиліцію у вигляді частинок і 502Оз у вигляді частинок додають у вигляді шихти або механічної/фізичної суміші до розтопу чавуну.
В одному варіанті здійснення використання модифікатора сплав на основі феросиліцію у вигляді частинок і 5р2Оз у вигляді частинок додають окремо, але одночасно до розтопу чавуну.
Короткий опис графічних зображень
На Фіг. 1 показана діаграма, на якій представлена числова щільність кулястих украплень (кількість кулястих украплень на мм, скорочено Н/мм3) у зразках чавуну з розтопу Ау у прикладі 1.
На Фіг. 2 показана діаграма, на якій представлена числова щільність кулястих украплень (кількість кулястих украплень на мм, скорочено Н/мм?) у зразках чавуну з розтопу СН у прикладі 2.
Детальний опис винаходу
Згідно з цим винаходом запропонований високоефективний модифікатор для виготовлення чавуну з кулястим графітом. Модифікатор містить основний сплав Ребві, у якому принаймні один 60 з елементів Ва, 5г, 27, Мп чи Ті, або їхня сукупність, присутнійу кількості щонайменше 0,05 95 мас., поєднаний з оксидом сурми (56203) у вигляді частинок. Модифікатор згідно з цим винаходом є простим у виробництві, причому кількість 56 у модифікаторі легко контролювати та змінювати. Складні та затратні етапи легування уникаються, отже, модифікатор може бути виготовлений із меншими витратами порівняно з модифікаторами за відомим рівнем техніки, які містять ЗБ.
У процесі виготовлення високоміцного чавуну з кулястим графітом розтоп чавуну зазвичай обробляють сфероїдизатором, наприклад із застосуванням сплаву МогРебі, до початку обробки шляхом модифікування. Мета процесу сфероїдизації - зміна форми графіту з пластинки на кулясте украплення, коли він осаджується та згодом росте. Це здійснюють шляхом зміни енергії міжфазної взаємодії графіту/розтопу. Відомо, що МОУ і Се є елементами, які змінюють енергію міжфазної взаємодії, причому Му є більш ефективним, ніж Се. Коли Мо додають до основного розтопу заліза, спочатку він вступатиме в реакцію з киснем і сіркою і лише "вільний магній" забезпечуватиме ефект сфероїдизації. Реакція сфероїдизації є активною та призводить до перемішування розтопу, що призводить до появи шлаку, який плаває на поверхні. Активність реакції призведе до того, що більшість ділянок зародження центрів кристалізації графіту, які вже були у розтопі (введені із сировиною), та інші включення будуть частиною шлаку у верхній частині й будуть видалені. Однак деякі включення МоО та Моб, отримані під час процесу сфероїдизації, усе ще будуть знаходитися в розтопі. Ці включення самі собою не є придатними ділянками зародження центрів кристалізації.
Основна функція модифікування полягає в запобіганні утворенню карбідів шляхом введення ділянок зародження центрів кристалізації графіту. На додаток до введення ділянок зародження центрів кристалізації модифікування також призводить до перетворення включень МоО та Мо5, утворених під час процесу сфероїдизації, на ділянки зародження центрів кристалізації шляхом додавання шару (з Са, Ва чи 5) на вказаних включеннях.
Згідно з цим винаходом основні сплави Ребі у вигляді частинок мають містити від 40 до 80 95 мас. 5і. Чистий сплав Ребі є слабким модифікатором, але є типовим носієм сплаву для активних елементів, що забезпечує належне диспергування в розтопі. Отже, існує велика кількість відомих композицій сплаву Ребі для модифікаторів. Звичайні легувальні елементи в модифікаторі зі сплаву Ребі включають Са, Ва, 5г, АЇ, Ма, 27, Мп, Ті й РЗМ (зокрема Се та Іі а).
Зо Кількість легувальних елементів можна змінювати. Зазвичай модифікатори призначені для задоволення різних вимог під час виробництва сірого чавуну, компактного чавуну й високоміцного чавуну з кулястим графітом. Модифікатор згідно з цим винаходом може містити основний сплав Ребі з умістом кремнію приблизно 40-80 95 мас. Легувальні елементи можуть містити приблизно 0,02-10 95 мас. Са; приблизно 0-5 95 мас. Зг; приблизно 0-12 95 мас. Ва; приблизно 0-15 95 мас. рідкісноземельних металів; приблизно 0-5 95 мас. Мод; приблизно 0-5 95 мас. АЇ; приблизно 0-10 95 мас. Мп; приблизно 0-10 95 мас. Ті; приблизно 0-10 95 мас. 2г; а решту складає Ее та випадкові домішки у звичайній кількості, причому принаймні один з елементів Ва,
ОГ, 2, Мп чи Ті, або їхня сукупність, присутній (-я)у кількості щонайменше приблизно 0,05 95 мас., наприклад приблизно 0,1 95 мас.
Основний сплав Резі може бути високолегованим кремнієм сплавом, який містить 60-80 95 кремнію, або низьколегованим кремнієвим сплавом, який містить 45-60 95 кремнію. Кремній зазвичай присутній у сплавах чавуну і є стабілізувальним елементом для графіту в чавуні, який витісняє вуглець із розчину та сприяє утворенню графіту. Основний сплав Ревбі повинен мати розмір частинок у межах звичайного діапазону для модифікаторів, наприклад від 0,2 до 6 мм.
Слід зазначити, що частинки менших розмірів, як-от дрібнозернисті частинки, сплаву Бебі також можуть бути застосовані в цьому винаході для виробництва модифікатора. У разі використання дуже дрібних частинок основного сплаву Бебі модифікатор може бути наявний у вигляді агломератів (наприклад, гранул) або брикетів. Для отримання агломератів і/або брикетів модифікатора за цим винаходом частинки 5рб2Оз змішують зі сплавом феросиліцію у вигляді частинок шляхом механічного перемішування або поєднання в присутності в'яжучої речовини з подальшим агломеруванням порошкоподібної суміші згідно з відомими способами. В'яжуча речовина може, наприклад, бути розчином силікату натрію. Агломерати можуть бути гранулами відповідного розміру або можуть бути подрібнені та відфільтровані до потрібного кінцевого розміру.
У рідкому стані можуть утворюватися різноманітні включення (сульфіди, оксиди, нітриди та силікати). Сульфіди й оксиди елементів групи ПА (Мо, Са, 5г і Ва) мають дуже схожі кристалічні фази та високі температури плавлення. Відомо, що елементи групи ПА утворюють стійкі оксиди в рідкому залізі; тому, як відомо, модифікатори та сфероїдизатори на основі цих елементів є ефективними розкислювачами. Серед елементів, які міститься у феросиліцієвих модифікаторах бо у незначній кількості, найбільш поширеним є кальцій. Згідно з цим винаходом сплав на основі
Еебі у вигляді частинок містить від приблизно 0,02 до приблизно 10 95 мас. кальцію. У деяких варіантах застосування бажано забезпечити низький вміст Са в основному сплаві Гебі, наприклад від 0,02 до 0,5 95 мас. В інших варіантах застосування вміст Са може бути вищим, наприклад від 0,5 до 5 95 мас. Високий вміст Са може призвести до посилення утворення шлаку, що зазвичай є небажаним. Сукупність модифікаторів містить приблизно 0,5-3 95 мас. Са в сплаві Бебі. Основний сплав Бебі має містити до приблизно 5 95 мас. стронцію. Зазвичай придатною є кількість 5г, яка становить 0,2-3 95 мас. Барій може бути присутнім у сплаві Резі модифікатора в кількості до приблизно 12 95 мас. Відомо, що Ва забезпечує кращу стійкість до згасання ефекту модифікування за тривалого часу витримки розтопленого чавуну після модифікування та забезпечує вищу ефективність у ширшому температурному діапазоні. Багато модифікаторів зі сплаву Резі містять приблизно 0,1-5 95 мас. Ва. У разі використання барію разом із кальцієм вони можуть забезпечувати суттєвіше зменшення вибілення, ніж еквівалентна кількість кальцію.
Магній може бути присутнім у сплаві Гезі модифікатора в кількості до приблизно 5 95 мас.
Проте, оскільки Му зазвичай додають у процесі сфероїдизації для отримання високоміцного чавуну з кулястим графітом, кількість Мо в модифікаторі може бути низькою, наприклад до приблизно 0,1 95 мас.
Основний сплав Бебі може містити до 15 95 мас. рідкісноземельних металів (РЗ3М). РЗМ включають принаймні Се, Га, М та/або мішметал. Мішметал - це сплав рідкісноземельних елементів, який зазвичай містить приблизно 50 95 Се і 25 95 | а з невеликою кількістю Ма і Рг.
Останнім часом важчі рідкісноземельні метали часто видаляють із мішметалу, а композиція сплаву мішметалу може містити близько 65 95 Се та близько 35 95 І а, а також слідові кількості важчих рідкісноземельних металів, як-от неодиму (Ма) і празеодиму (Рг). РЗ3М часто додають для відновлення кількості кулястих украплень графіту та ступеня сфероїдизації у високоміцному чавуні з кулястим графітом, який містить небажані елементи, як-от 560, РБ, Ві, Ті тощо. У деяких модифікаторах кількість РЗМ становить до 10 95 мас. Надмірна кількість РЗМ в деяких випадках може призвести до утворення пластинчастого графіту гніздоподібної форми. Отже, у деяких варіантах застосування кількість РЗ3М має бути нижчою, наприклад 0,1-3 95 мас. Переважно,
РЗМ - це Се та/або І а.
Згідно з деякими даними алюміній забезпечує сильний ефект зменшення ступеня вибілення.
АІ часто поєднують з Са у модифікаторах зі сплаву Реві для отримання високоміцного чавуну з кулястим графітом. У цьому винаході вміст АЇ має становити до приблизно 5 95 мас., наприклад 0,1-5 Ов.
Цирконій, марганець і/або титан також часто присутні в модифікаторах. Подібно до вищезазначених елементів, 2тг, Мп і Ті відіграють важливу роль у процесі зародження центрів кристалізації графіту, який, як передбачається, утворюється в результаті подій гетерогенного зародження центрів кристалізації під час затвердіння. Кількість 2г в основному сплаві Бебі може становити до приблизно 10 95 мас., наприклад до 6 95 мас. Кількість Мп в основному сплаві ГРезі може становити до приблизно 10 95 мас., наприклад до 6 95 мас.
Кількість Ті в основному сплаві Бебі також може становити до приблизно 10 95 мас., наприклад до 6 95 мас.
Сурма, як відомо, має високу ефективність модифікування та забезпечує збільшення кількості центрів кристалізації. Однак наявність у розтопі невеликої кількості 50 (її також називають небажаним елементом) може призводити до зниження ступеня сфероїдизації. Цей негативний ефект можна нейтралізувати за допомогою Се або іншого рідкісноземельного металу. Згідно з цим винаходом кількість 5б2Оз у вигляді частинок має становити від 0,1 до 1595 мас. у розрахунку на загальну кількість модифікатора. У деяких варіантах здійснення кількість З02Оз становить 0,5-10 95 мас. Гарні результати також отримують, якщо кількість Зб2Оз становить від приблизно 0,5 до приблизно 3,595 мас. у розрахунку на загальну масу модифікатора. Розмір частинок 50203 має бути невеликим, а саме мікронним (наприклад, 10- 150 мкм), завдяки чому в разі введення в розтоп чавуну частинки 502Оз дуже швидко розплавляються або розчиняються.
Додавання 556 у вигляді частинок 562Оз замість легування 556 зі сплавом Резі забезпечує низку переваг. Хоча 56 є ефективним модифікатором, кисень також має важливе значення для ефективності модифікатора. Ще однією перевагою є гарна відтворюваність і гнучкість композиції модифікатора, оскільки кількість і однорідність Зб2Оз у вигляді частинок у модифікаторі можна легко регулювати. Важливість регулювання кількості модифікаторів і забезпечення однорідності композиції модифікатора є очевидною, враховуючи той факт, що сурму зазвичай додають на рівні м.д. Додавання неоднорідного модифікатора може призвести бо до того, що кількість елементів модифікування в чавуні буде неправильною. Ще однією перевагою є економічно ефективніше виробництво модифікатора порівняно зі способами, які передбачають легування сурмою в сплаві на основі ЕРебі.
Слід розуміти, що композиція основного сплаву Бебі може бути змінена у визначеному діапазоні, і для фахівця в цій галузі техніки буде очевидно, що кількість легувальних елементів разом складає 100 95. Існує велика кількість звичайних сплавів модифікатора на основі ГЕевбуі, і для фахівця в цій галузі техніки є очевидним, як можна змінити композицію на основі Реві на їхній основі у визначених межах.
Норма додавання модифікатора згідно з цим винаходом до розтопу чавуну зазвичай становить від приблизно 0,1 до 0,8 95 мас. Фахівець у цій галузі техніки зможе відрегулювати норму додавання залежно від вмісту елементів, наприклад застосування модифікатора з високим вмістом 50 зазвичай передбачає нижчу норму додавання.
Модифікатор за цим винаходом отримують шляхом забезпечення основного сплаву Ребі у вигляді частинок, який має композицію, визначену в цьому документі, і додавання до вказаної основи у вигляді частинок 5БбБ2Оз у вигляді частинок для отримання цього модифікатора.
Частинки 562Оз можуть бути механічно/фізично змішані з частинками основного сплаву Еевбі.
Для змішування/поєднання матеріалів у вигляді частинок і/або порошкоподібних матеріалів може бути використаний будь-який придатний змішувач. Змішування можуть здійснювати у присутності придатної в'яжучої речовини, однак слід зазначити, що присутність в'яжучої речовини не є обов'язковою. Частинки 5бБ2Оз також можуть бути поєднані з частинками основного сплаву Бебі для забезпечення однорідно змішаного модифікатора. Поєднання частинок 5Б2Оз із частинками основного сплаву Бебі може призводити до утворення стійкого покриття на частинках основного сплаву Ребі. Однак слід зазначити, що змішування та/або поєднання частинок 5602О3 з основним сплавом Ребі у вигляді частинок не є обов'язковим для досягнення ефекту модифікування. Основний сплав Ребі у вигляді частинок і частинки 5б2Оз можуть додавати окремо, але одночасно до рідкого чавуну. Модифікатор також може бути доданий як модифікатор у формі. З частинок модифікатора зі сплаву Ревзі і частинок 502Оз також можуть утворювати агломерати чи брикети згідно із загальновідомими способами.
У наведених нижче прикладах показано, що додавання 5р2Оз разом із частинками основного сплаву Резі призводить до високої числової щільності кулястих украплень у разі
Зо додавання модифікатора до чавуну. Висока кількість кулястих украплень дає змогу зменшити кількість модифікатора, потрібну для досягнення бажаного ефекту модифікування.
Приклади
Усі досліджувані зразки були проаналізовані щодо мікроструктури для визначення щільності кулястих украплень. Мікроструктуру досліджували на одному зразку для випробування на розрив із кожного випробування відповідно до АЗТМ Е2567-2016. Граничний розмір частинок був установлений » 10 мкм. Зразки для випробування на розрив розміром 6228 мм були відлиті в стандартних формах відповідно до І5О 1083-2004 та були вирізані й підготовлені відповідно до стандартного порядку аналізу мікроструктури перед оцінкою із застосуванням програмного забезпечення для автоматичного аналізу зображень. Щільність кулястих украплень (яку також називають числовою щільністю кулястих украплень) - це кількість кулястих украплень (яку також називають кількістю кулястих украплень) на мм, скорочено Н/мм-".
Приклад 1
Один розтоп чавуну, а саме розтоп А/у, у кількості 275 кг був розплавлений і оброблений 1,20-1,25 90 мас. сплаву МоРеві сфероїдизатора, який мав таку композицію: 46 9о мас. 95і, 4,33 95 мас. Ма, 0,69 95 мас. Са, 0,44 95 мас. РЗМ, 0,44 95 мас. АїІ, решту склали Ее та випадкові домішки у звичайній кількості, у проміжному ковші з кришкою. Було використано 0,7 95 мас. сталевої стружки як покриття. З ковша для обробки розтоп розливали в розливні ковші. Норми додавання модифікаторів складали 0,2 95 мас. на кожен розливний ківш. Температура обробки
Могеві становила 1500 "С, а температура розливання становила 1380-1352 "С. Час витримки від заповнення розливних ковшів до розливання становив 1 хвилину для всіх випробувань.
Випробувані модифікатори містили три різні сплави на основі феросиліцію з такими композиціями:
Модифікатор А: 74 95 мас. 5і, 2,42 95 мас. Са, 1,73 95 мас. 2т, 1,23 95 мас. АЇ, решту склали
Ее та випадкові домішки у звичайній кількості.
Модифікатор В: 68,2 95 мас. 5і, 0,95 95 мас. Са, 0,94 95 мас. Ва, 0,93 95 мас. АЇ, решту склали
Ее та випадкові домішки у звичайній кількості.
Модифікатор С: 64,4 95 мас. 51і, 1,51 95 мас. Са, 0,53 95 мас. Ва, 4,17 95 мас. 2г, 3,61 95 мас.
Ми, 1,29 95 мас. АїЇ, решту склали Ее та випадкові домішки у звичайній кількості.
Частинки основного сплаву феросиліцію (модифікатори А, В ї С) були покриті 502Оз у бо вигляді частинок шляхом механічного перемішування до отримання однорідної суміші.
Кінцева хімічна композиція чавуну для всіх варіантів обробки була такою: 3,5-3,7 95 мас. С, 2,3-2,5 9о мас. 5і, 0,29-0,31 95 мас. Мп, 0,009-0,011 95 мас. 5, 0,04-0,05 95 мас. Ма.
Кількості 502Оз у вигляді частинок, додані до основного сплаву Ребзі (модифікатори А, В і С), наведені в таблиці 1. Кількості ЗБ2Оз дорівнюють кількості сполуки в розрахунку на загальну масу модифікаторів у всіх випробуваннях.
Таблиця 1
Композиції модифікатора. й 000011 Основниймодифіатр ЗЛО о Р и (ОР-
Розтоп А/
Щільність кулястих украплень у чавунах із випробувань модифікатора в розтопі Ху наведена на Фіг. 1. Аналіз мікроструктури показав, що модифікатор згідно з цим винаходом (модифікатор
А-560203) мав дуже високу щільність кулястих украплень. Аналіз мікроструктури показав, що обидва модифікатори, а саме модифікатор Вя-5Б02Оз і модифікатор Ся50р2Оз, згідно з цим винаходом є придатними для модифікування високоміцного чавуну з кулястим графітом і забезпечують високу щільність кулястих украплень.
Приклад 2
Отримали 275 кг розтопу й обробили 1,20-1,25 95 мас. сфероїдизатора МоРебі у проміжному ковші з кришкою. Сфероїдизувальний сплав МодРебві мав таку композицію за масою: 4,33 95 мас.
МО, 0,69 95 мас. Са, 0,44 95 мас. РЗМ, 0,44 95 мас. АЇ, 46 95 мас. 5і, решту склали залізо та випадкові домішки у звичайній кількості. Було використано 0,7 96 мас. сталевої стружки як покриття. Норми додавання для всіх модифікаторів складали 0,2 956 мас. на кожен розливний ківш. Температура обробки сфероїдизатора становила 1500 "С, а температура розливання становила 1365-1359 "С. Час витримки від заповнення розливних ковшів до розливання становив 1 хвилину для всіх випробувань. Зразки для випробування на розрив із 228 мм були відлиті в стандартних формах і були вирізані та підготовлені відповідно до стандартного порядку перед оцінкою із застосуванням програмного забезпечення для автоматичного аналізу зображень.
Модифікатор, який у цьому документі позначений як модифікатор А, мав таку композицію основного сплаву ЕРеві: 74 90 мас. зі, 1,23 95 мас. АЇ, 2,42 95 мас. Са, 1,73 95 мас. 2г, решта - залізо та випадкові домішки у звичайній кількості. Оксид сурми у вигляді частинок у кількості, зазначеній у таблиці 2, додавали до частинок основного сплаву ЕРебі (модифікатор А) і шляхом
Зо механічного перемішування отримували однорідну суміш.
Кінцевий чавун мав таку хімічну композицію: 3,84 95 мас. С, 2,32 95 мас. 5і, 0,20 95 мас. Мп, 0,017 95 мас. 5, 0,038 95 мас. Ма.
Кількості 5Б2Оз у вигляді частинок, додані до основного сплаву Ребі (модифікатор А), наведені в таблиці 2. Кількості 5Зб2Оз розраховані на загальну масу модифікаторів у всіх випробуваннях.
Таблиця 2
Композиції модифікатора. пи от г шнмжяояоззввВОВОТИОСНМИОИ модифікатор
Розтоп СН о МодифікаторА | 8 0/0 Модифікаторая8 95502030 -:КІ
Щільність кулястих украплень у чавунах із випробувань модифікатора в розтопі СН наведена на Фіг. 2. Аналіз мікроструктури показав, що модифікатори згідно з цим винаходом (модифікатор Аж5Б2Оз в різних кількостях) є придатними для модифікування високоміцного чавуну з кулястим графітом і забезпечують високу щільність кулястих украплень.
Після ознайомлення з описаними різними варіантами здійснення цього винаходу фахівцям у цій галузі буде очевидно, що можуть бути використані й інші варіанти здійснення, які включають наведені концепції.
Ці та інші приклади цього винаходу, які проілюстровані вище та на доданих кресленнях, наведені виключно для прикладу, а фактичний обсяг цього винаходу слід визначати за наведеною далі формулою винаходу.
Claims (14)
1. Модифікатор для виготовлення чавуну з кулястим графітом, причому вказаний модифікатор містить сплав феросиліцію у вигляді частинок, який складається з: приблизно від 40 до 80 мас. 95 51; 0,02-10 мас. 95 Са; 0-15 мас. 95 рідкісноземельних металів; 0-5 мас. 95 АЇ; 0-5 мас. 95 5г; 0-5 мас. 95 Мо; 0-12 мас. 95 Ва; 0-10 мас. 95 2тг; 0-10 мас. 95 Ті; 0-10 мас. 95 Мп; причому принаймні один з елементів Ва, 5г, 2, Мп чи Ті або їхня сукупність присутній(я) у кількості щонайменше 0,05 мас. 95о, а решту складають Бе та випадкові домішки у звичайній кількості, причому вказаний модифікатор додатково містить, за масою, у розрахунку на загальну масу модифікатора: від 0,1 до 15 мас. 95 5р2Оз у вигляді частинок.
2. Модифікатор за п. 1, який відрізняється тим, що сплав феросиліцію містить від 45 до 60 мас. Фо ЗІ.
3. Модифікатор за п. 1, який відрізняється тим, що сплав феросиліцію містить від 60 до 80 мас. Фо ЗІ. Зо
4. Модифікатор за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що рідкісноземельні метали включають церій (Се), лантан (і а), ітрій (У) і/або мішметал.
5. Модифікатор за будь-яким із попередніх пунктів, причому модифікатор містить від 0,5 до 10 мас. 95 5р2Оз у вигляді частинок.
6. Модифікатор за будь-яким із попередніх пунктів, причому модифікатор присутній у вигляді шихти або фізичної суміші сплаву феросиліцію у вигляді частинок і 5б2Оз у вигляді частинок.
7. Модифікатор за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що 502Оз у вигляді частинок присутній у вигляді сполуки, що покриває поверхню частинок, на сплаві феросиліцію у вигляді частинок.
8. Модифікатор за будь-яким із попередніх пунктів, причому модифікатор присутній у вигляді агломератів або брикетів, отриманих із суміші сплаву феросиліцію у вигляді частинок і 5б2Оз у вигляді частинок.
9. Модифікатор за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що сплав на основі феросиліцію у вигляді частинок і 502Оз у вигляді частинок додають окремо, але одночасно до рідкого чавуну.
10. Спосіб виробництва модифікатора за пп. 1-9, який включає: забезпечення основного сплаву у вигляді частинок, який містить: від 40 до 80 мас. 95 5І; від 0,02 до 10 мас. 95 Са; 0-15 мас. 95 рідкісноземельних металів; 0-5 мас. 95 АЇ; 0-5 мас. 95 5г; 0-5 мас. 95 Мо; 0-12 мас. 95 Ва; 0-10 мас. 95 2тг; 0-10 мас. 95 Ті; 0-10 мас. 95 Мп; причому принаймні один з елементів Ва, 5г, 2, Мп чи Ті або їхня сукупність присутній(я) у кількості щонайменше 0,05 мас. 956, а решту складають Ре та випадкові домішки у звичайній кількості, і додавання до вказаного основного сплаву у вигляді частинок від 0,1 до 15 мас. 90 бо Зр2Оз у вигляді частинок для отримання вказаного модифікатора.
11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що 5Бб2Оз у вигляді частинок змішують або поєднують з основним сплавом у вигляді частинок.
12. Застосування модифікатора за пп. 1-9 для виготовлення чавуну з кулястим графітом шляхом додавання модифікатора до розтопу чавуну перед литтям, одночасно з литтям або як модифікатора у формі.
13. Застосування за п. 12, яке відрізняється тим, що сплав на основі феросиліцію у вигляді частинок і 502Оз у вигляді частинок додають у вигляді шихти або механічної суміші до розтопу чавуну.
14. Застосування за п. 12, яке відрізняється тим, що сплав на основі феросиліцію у вигляді частинок і 502Оз у вигляді частинок додають окремо, але одночасно до розтопу чавуну. : ВОК Я оо ХМ : ЕЕ й Б сх ши: сш : РОД сно «БО и А ня 5 пінні . ЕЕ о с що : Я г МО в М КК ОХ : св і Со БУ ОХ : : Ж ОМ СО Ве о : шини шини ши ше : х Мо хо МО ОО : ЗХ Я ОО : ше з ШЕ : Медика є БОЮ Мідна ватор Я БВ меди о ЗО, :
Фіг. 1 ЕЕ о ї нка її КК шХ Соя Ба : косе. о ВКНОКМ, 2. В зе с НИШННННЯ Ку овює МИШИНЯ «БЕЖ. : : маокначка та Ах каодедіките вт фозднорікатою в Моди я : : еЗеО» БМ ьо, азу вель Таз нО» :
Фіг. й
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20172065A NO20172065A1 (en) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant |
| PCT/NO2018/050328 WO2019132672A1 (en) | 2017-12-29 | 2018-12-21 | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA126302C2 true UA126302C2 (uk) | 2022-09-14 |
Family
ID=65139074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA202004822A UA126302C2 (uk) | 2017-12-29 | 2018-12-21 | Модифікатор чавуну та спосіб виробництва модифікатора чавуну |
Country Status (26)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11486011B2 (uk) |
| EP (1) | EP3732304B1 (uk) |
| JP (1) | JP7275146B2 (uk) |
| KR (1) | KR102494632B1 (uk) |
| CN (1) | CN111771002A (uk) |
| AR (1) | AR113721A1 (uk) |
| AU (1) | AU2018398233B2 (uk) |
| BR (1) | BR112020012905B1 (uk) |
| CA (1) | CA3084662C (uk) |
| DK (1) | DK3732304T3 (uk) |
| ES (1) | ES2910511T3 (uk) |
| HR (1) | HRP20220334T1 (uk) |
| HU (1) | HUE057848T2 (uk) |
| LT (1) | LT3732304T (uk) |
| MA (1) | MA51415A (uk) |
| MX (1) | MX2020006786A (uk) |
| NO (1) | NO20172065A1 (uk) |
| PL (1) | PL3732304T3 (uk) |
| PT (1) | PT3732304T (uk) |
| RS (1) | RS62964B1 (uk) |
| RU (1) | RU2771128C2 (uk) |
| SI (1) | SI3732304T1 (uk) |
| TW (1) | TWI713966B (uk) |
| UA (1) | UA126302C2 (uk) |
| WO (1) | WO2019132672A1 (uk) |
| ZA (1) | ZA202003773B (uk) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO20172064A1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-01 | Elkem Materials | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant |
| NO20172063A1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-01 | Elkem Materials | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant |
| NO346252B1 (en) * | 2017-12-29 | 2022-05-09 | Elkem Materials | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant |
| CN114369756B (zh) * | 2022-01-13 | 2023-01-24 | 东风商用车有限公司 | 一种铸态qt700-8材料及其铸造方法和应用 |
| CN114480948A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-05-13 | 中车戚墅堰机车有限公司 | 地铁用端盖的制造方法 |
| CN114558997B (zh) * | 2022-02-25 | 2024-02-20 | 宁国东方碾磨材料股份有限公司 | 一种改善高强度灰铸铁加工性的孕育剂及灰铸铁制备方法 |
| CN115216585B (zh) * | 2022-07-29 | 2023-07-18 | 宁国市华丰耐磨材料有限公司 | 一种细化cadi磨球石墨球粒径的工艺方法 |
| CN116287527A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-06-23 | 江苏亚峰合金材料有限公司 | 一种含钡高镁复合球化剂及其制备方法 |
| CN116287820A (zh) * | 2023-04-13 | 2023-06-23 | 江苏亚峰合金材料有限公司 | 一种改善铸铁件抗拉强度的孕育剂及其制备方法 |
Family Cites Families (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1296048A (uk) * | 1969-12-09 | 1972-11-15 | ||
| SU1047969A1 (ru) | 1979-07-06 | 1983-10-15 | Карагандинский Ордена Трудового Красного Знамени Завод Отопительного Оборудования Им.50-Летия Ссср | Модификатор ковкого чугуна |
| SU872563A1 (ru) | 1980-04-17 | 1981-10-15 | Ростовский-На-Дону Институт Сельскохозяйственного Машиностроения | Способ модифицировани ковкого чугуна |
| FR2511044A1 (fr) * | 1981-08-04 | 1983-02-11 | Nobel Bozel | Ferro-alliage pour le traitement d'inoculation des fontes a graphite spheroidal |
| SU1036783A1 (ru) | 1982-05-31 | 1983-08-23 | Целиноградский инженерно-строительный институт | Модификатор дл чугуна |
| JPS5943843A (ja) | 1982-09-06 | 1984-03-12 | Kusaka Reametaru Kenkyusho:Kk | 添加合金 |
| SU1640193A1 (ru) | 1989-04-18 | 1991-04-07 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Модификатор дл ваграночного чугуна |
| RU2040575C1 (ru) | 1991-07-08 | 1995-07-25 | Камский политехнический институт | Модификатор для чугуна |
| NO179079C (no) | 1994-03-09 | 1996-07-31 | Elkem As | Ympemiddel for stöpejern og fremgangsmåte for fremstilling av ympemiddel |
| GB9600807D0 (en) | 1996-01-16 | 1996-03-20 | Foseco Int | Composition for inoculating low sulphur grey iron |
| FR2750143B1 (fr) * | 1996-06-25 | 1998-08-14 | Pechiney Electrometallurgie | Ferroalliage pour l'inoculation des fontes a graphite spheroidal |
| NO306169B1 (no) | 1997-12-08 | 1999-09-27 | Elkem Materials | Ympemiddel for stöpejern og fremgangsmÕte for fremstilling av ympemiddel |
| NL1014394C2 (nl) * | 2000-02-16 | 2001-08-20 | Corus Technology B V | Werkwijze voor het vervaardigen van nodulair gietijzer, en gietstuk vervaardigd met deze werkwijze. |
| GB0108390D0 (en) | 2001-04-04 | 2001-05-23 | Foseco Int | Agglomeration process |
| FR2855186B1 (fr) | 2003-05-20 | 2005-06-24 | Pechiney Electrometallurgie | Produits inoculants contenant du bismuth et des terres rares |
| NO20045611D0 (no) * | 2004-12-23 | 2004-12-23 | Elkem Materials | Modifying agents for cast iron |
| CN1687464A (zh) | 2005-03-31 | 2005-10-26 | 龙南县龙钇重稀土材料有限责任公司 | 钇基重稀土镁复合球化剂 |
| CN101525719B (zh) | 2009-04-21 | 2010-10-20 | 河北科技大学 | 金属型生产薄壁玛钢件用孕育剂 |
| CN101608280B (zh) | 2009-07-17 | 2011-01-05 | 河北科技大学 | 用于生产d型石墨铸铁的复合孕育剂及其制备方法 |
| CN102002548A (zh) | 2010-12-07 | 2011-04-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种厚大断面球墨铸铁球化剂 |
| CN103418757B (zh) * | 2012-05-16 | 2015-06-10 | 陈硕 | 球铁铁水多项处理的方法 |
| FR2997962B1 (fr) | 2012-11-14 | 2015-04-10 | Ferropem | Alliage inoculant pour pieces epaisses en fonte |
| FR3003577B1 (fr) | 2013-03-19 | 2016-05-06 | Ferropem | Inoculant a particules de surface |
| CN103484749B (zh) | 2013-09-02 | 2015-08-12 | 宁波康发铸造有限公司 | 一种球墨铸铁孕育剂及其制备方法和在冶炼球墨铸铁中的应用 |
| CN103898268B (zh) | 2014-04-14 | 2015-08-26 | 福建省建阳市杜氏铸造有限公司 | 球化剂伴侣 |
| CN105401049A (zh) | 2015-10-29 | 2016-03-16 | 宁波康发铸造有限公司 | 一种球化剂及其制备方法和在冶炼球墨铸铁的应用 |
| CN105950953A (zh) | 2016-06-27 | 2016-09-21 | 含山县东山德雨球墨铸造厂 | 一种球墨铸铁孕育剂及其制备方法 |
| NO20161094A1 (en) | 2016-06-30 | 2018-01-01 | Elkem As | Cast Iron Inoculant and Method for Production of Cast Iron Inoculant |
| CN106834588B (zh) | 2017-03-17 | 2018-10-09 | 南京浦江合金材料股份有限公司 | 一种用于高韧性球铁的含铋孕育剂的制备工艺 |
| CN107354370B (zh) | 2017-07-19 | 2018-08-21 | 广东中天创展球铁有限公司 | 一种铸态铁素体球墨铸铁及其制备方法 |
| CN107400750A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-11-28 | 安徽信息工程学院 | 高牌号球铁用孕育剂及其制备方法 |
| CN107829017A (zh) | 2017-11-24 | 2018-03-23 | 禹州市恒利来合金有限责任公司 | 一种高强度的硫氧孕育剂 |
| NO20172064A1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-01 | Elkem Materials | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant |
| NO20172063A1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-07-01 | Elkem Materials | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant |
| NO346252B1 (en) * | 2017-12-29 | 2022-05-09 | Elkem Materials | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant |
-
2017
- 2017-12-29 NO NO20172065A patent/NO20172065A1/en unknown
-
2018
- 2018-12-21 RS RS20220209A patent/RS62964B1/sr unknown
- 2018-12-21 MX MX2020006786A patent/MX2020006786A/es unknown
- 2018-12-21 SI SI201830581T patent/SI3732304T1/sl unknown
- 2018-12-21 HR HRP20220334TT patent/HRP20220334T1/hr unknown
- 2018-12-21 CA CA3084662A patent/CA3084662C/en active Active
- 2018-12-21 ES ES18836935T patent/ES2910511T3/es active Active
- 2018-12-21 BR BR112020012905-4A patent/BR112020012905B1/pt active IP Right Grant
- 2018-12-21 WO PCT/NO2018/050328 patent/WO2019132672A1/en unknown
- 2018-12-21 EP EP18836935.9A patent/EP3732304B1/en active Active
- 2018-12-21 PL PL18836935T patent/PL3732304T3/pl unknown
- 2018-12-21 JP JP2020536543A patent/JP7275146B2/ja active Active
- 2018-12-21 HU HUE18836935A patent/HUE057848T2/hu unknown
- 2018-12-21 LT LTEPPCT/NO2018/050328T patent/LT3732304T/lt unknown
- 2018-12-21 DK DK18836935.9T patent/DK3732304T3/da active
- 2018-12-21 AU AU2018398233A patent/AU2018398233B2/en active Active
- 2018-12-21 MA MA051415A patent/MA51415A/fr unknown
- 2018-12-21 US US16/957,286 patent/US11486011B2/en active Active
- 2018-12-21 PT PT188369359T patent/PT3732304T/pt unknown
- 2018-12-21 UA UAA202004822A patent/UA126302C2/uk unknown
- 2018-12-21 CN CN201880083904.1A patent/CN111771002A/zh active Pending
- 2018-12-21 KR KR1020207021728A patent/KR102494632B1/ko active IP Right Grant
- 2018-12-21 RU RU2020124947A patent/RU2771128C2/ru active
- 2018-12-27 AR ARP180103898A patent/AR113721A1/es active IP Right Grant
- 2018-12-27 TW TW107147348A patent/TWI713966B/zh active
-
2020
- 2020-06-22 ZA ZA2020/03773A patent/ZA202003773B/en unknown
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA126302C2 (uk) | Модифікатор чавуну та спосіб виробництва модифікатора чавуну | |
| KR102409324B1 (ko) | 주철 접종제 및 주철 접종제의 생성 방법 | |
| KR102410368B1 (ko) | 주철 접종제 및 주철 접종제의 생성 방법 | |
| KR102493172B1 (ko) | 주철 접종제 및 주철 접종제의 생성 방법 | |
| KR102410364B1 (ko) | 주철 접종제 및 주철 접종제의 생성 방법 |