Способ модифицирования чугуна

Союз Советских Социалистических Республикнн 633900 Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) Дополни ное к авт. свид(22) Заявлено 27.05.77 (21) 24888 22-02 (51) М, К. 21 С 1/О п исоединением.заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания га.11.та А. Ильинский(54) СПОСОБ МОДИфИПИРОВАНИЯ ЧУГУНА Изооретение относится к производству ковкого чугуна и найдет применение для ускорения отжига из белого чугуна и повышения его прочностных свойств.При произвбдстве отливок из ковкого чугуна, т. е. отливок, подвергаюшихся графитизируюшемуся отжигу по схеме: ледебурит + цементит + перлит - феррит + + графит или ледебурит + цементит + перлит перлит сфероидизированный + графит для ускорения графитизации и придания отливкам необходимых прочностных свойств широко применяют модифицирование металла,анение в качестве чугуна получили ли их комплексы, о в зал ивочный ранее расфасованебуют строгой дожидкий металл, и вие их заключаетазных зародышей ции цементита, происходярафитизирукпцего отжига,иссо рем Наиоольшее распрострмодификаторов ковкогоалюминий, бор, висмут ивводимые непосредственковш в виде твердой, заной навески 11.Указанные элементы тзировки при введении водифицируюшее воздейся в образовании гетерофграфита.При д циашейво в я г лимитируюцим звеном процесса. определяюшпм обну 1 о продолжительность отжига, яв ляе".ся диффузия атомов углерода к растушим графнтовым гклкчениям и отвод от включений атомов железа. Причем имеет 5место, так называемая, восходящая диффузия углерода, т.с. диффузия не в направлеши градиента концснтраций, а в направлении градиента химического потенциала углерода, так как тлерод дпффмндирмет из области с малой концентрациеп (Ге,С содержит б,67"/ОС) в область с практически 100%-ной концентрацией 1 графнт). На изменение химического потенциала углерода в расплавс и в закристаллизованном металле влияет только степень химической неоднородности и, прежде всего, по кремнию и марганцу. При этом, естественно, чем меньше расстояние между зонами, имею- шими градиент концентраций по кремнию и марганцу, а, следов пельно, и градиент химического потенциала углерода, тем больше в металле образуется графитовых включений и за меньший период времени, так как сократятся пути диффузии углерода к растушим графитовым центрам.633900 форму,га изобретения 30 Ссставитель А. КоилратьевТехред Сь Луговая Корректор М.,Ъмник Тираж 674 Полписное Редактор Л. ЛашковаЗаказ 6713,26 1 ИИПИ Государственного комитета Совета Министров ССС по делам изОбретений и открытий3035, Москва, Ж, Раугиская наб д. 45 Филиал ПГ 1 П Патент, г. Ужгород, ул Проектная, 4С этой точки зрения известные техническре решения оказываются либо мало действенными, либо не эффективными вовсе лаже при использовании плавягцихся или растворяогцихся в белом чугуне модификаторовмелкой фракции.Известен также способ модпфицированпябелого чугуна жидким серым чугуном, включаюший введение в жидкий белый чугун20%-ной добавки жидкого серого чугуйа 12 .Это приводит прежде всего к существенномуизменению химического состава модифицированного чугуна и, как следствие, к изменению положения сплава на структурной диагоамме,Такие оольшие добавки модификатора иего химический состав обусловлегы назначением известного способа - получить избелого чугуна или из половинчатого серыйугун с пластинчатым графитом. Если известный модификатор ввести в мсньшем количестве, например 3%, то эффект молифицирования не будет иметь места.Применение ке его в рекомендованныхколичества., лля модифицирования ковкого чугуна обязательно вызовет формирование пластинчатого гра(рита, а слеловательпо,и брак отливок, Сугцественным недостаткомтакого способа является необходимостьиметь лля модифицирования основного металла большое количество расплавленногомодификатора, что делает его, по меньшеймере, очень неулобным для массового илисеииного п 1)огзводстза.Цель изоорстсния - сокрашение временирафитнзацип отливок из белого чугуна иповышение физико-механических свойств мета. лг.Это достигается тем, что в исходный жидкий металл вводят 1 - 5 вес, /о расплавленного серого чугуна, содержацего кремнияв 3,0 -5,0 раз и углерода в 1,5 - 3,0 разабольше, чем в исходном белом чугуне.Кроме того, для достижения наилучшихпоказателей в уолифици 1 оуошуо добавкувводят медь в коли честьс 3 - 5 вес. %.При таком модифицировании во всемобьсме металла создается чрсзвычайно большое количество зон с различным содержанием элементов химического состава, восновном 8 и Мп. Эти микронеоднородности химического состава вызывают появлен,е градиента химического потенциала угпорола в угикрообъеугах и, как следствие,время графитизации резко сокращается./lридьзр. Исходный белый чугун, содержащий 2,24% С; 1 20/о 81; 0,58 о/о Чгг: 0,18/о Сг модифицируют тремя различными модификаторами: лве фракции - жидким модификатором в количестве 2,5%, один из них дополнительно. содержит медь и одну фракцию - алюминием в количестве 0,03% лля сравнения.Состав жидкого модификатора следующий: 3,35% С; 4 6% 5; 0,41 о/о МгтВо второй фракции к модификатору добавляот медь в количестве 5,1%.Ввиду очень высокого содержания хромаграфитизация сильно заторможена и при модифицировании алюминием после 4 час отжига при 950 С в структуре содержится ло 20/о карбидов.Г 1 ри модифицировании жилкой добавкойс медью графитизация практически завершается уже после 2 час отжита.Жидкий модификатор оез .,ели оказался 20 по своему действию несколько слабее, нозначительно лучше, чем аломиний. Содеркание карбидов после 2 час отжига не превышает 5 - 7 о/о.Характер графита отжига, полученногос использованием жидкого модифицирования по преллагаемому способу, свидетельствует о более высоких прочностных свойствах хголгГрицнрова 1 ного металла по сравнению с обработанным алюмнием. 1. Способ молифицирования чугуна, включаюнгий обработку жидкого белого чугуна модифицирующим расплавом серого чугуна, от,гичающийся тем, что, с целью сокраше ния времени графитизации из белого чугуна на ковкий, в исходный жидкий металл вво 1 ят 1 - 5 вес.% серого чугуна, содержащего кремния в 3,0 - 5,0 раз и углерола в 1,5 - 3,0 раза больше, чем в исходном белом 4 чугуне2. Способ по и. 1, от,гичающийся тем, чтов состав модифицируюцего расплава серого чугуна вводят медь в количестве 3 - 5 вес./о Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе: