Модификатор для внутриформенной обработки чугуна

(54) МООБРАБОТ МЕННОИ УТ ИКАТОР ЧУГУНА СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство У 1014953, кл. С 22 С 35/00,Авторское свидетельство С У 834194, кл, С 22 С 35/00,(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано втехнологии получения чугуна с шаровидным графитом, Цель - улучшение растворимости модификатора и повышениепредела прочности чугуна Модификатор содержит компоненты в следующемсоотношении, мас.Ж: кремний 40-60;алюминий 1-2; магний 4-10; кальций0,1-0,5; редкоземельные элементы 0,11,5; марганец 0,3-5,0; железо - остальное. В качестве примеси углероддо 0,27 Изменение соотношения массовой доли марганца и железа в составе модификатора обеспечивает улучшение растворимости до 1,8-3,0 мм/си повышение предела прочности до 445581 МПа. 1 табл.РО Р 5 2 О 25 Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов модификаторов для внутриформенного модифицирования чугуна.Цель изобретения - улучшение растворимости модификатора и повьшРение предела прочности чугуна,Результаты анализа при использовании модификаторов известного и предлагаемого составов приведены в таблице.Сущность изобретения заключается в выборе соотношения компонентов, содержащихся в модификаторе.Выбранные пределы содержания кремния (40-60 мас.7) обеспечивают температуру плавления модификатора а следовательно, и хорошую растворимость при внутриформенной обработке расплава. Нижний предел (40 мас.7) обеспечивает хорошую графитизацию модифицирующего расплава. Превышение верхнего предела ухудшает растворимость модификатора.Углерод в пределах 0,05-0,2 мас.7, повьппает графитизирующее воздействие модификатора, Получение содержания углерода свьппе 0,2 мас,% трудно достижимо на практике.Алюминий - сильный раскислитель сплавов на железной основе, При этом эффективно связывая кислород, он высвобождает от выполнения этой функции магний, тем самым снижая необходимое для сфероидизации графита количество модификатора. Превышение верхнего предела (2 мас.7) содержания алюминия способствует получению окисных пленок в отливках и снижению механических свойств ВЧШГ. Магний в пределах 4-10 мас,% оказывает эффективную сфероидизирующую обработку расплава. Нижний предел (4 мас.%) обеспечивает минимально допустимую скорость растворения при внутриформенной обработке расплава. Превышение верхнего предела по магнию (10 мас.%) резко ухудшает характеристики и стабильность параметров растворения, наблюдается пирроэффект при обработке.Кальций - вспомогательный элемент сфероидизатор. В количествах 0,1 0,5 мас.% благоприятно воздействует на процесс модифицирования. Превышение верхнего предела (ъ 0,5 мас.7) замедляет скорость растворения модиЗО 35 40 45 50 фикатора (особенно при внутриформенном модифицировании) вследствие шлакования.РЗЭ в пределах содержания О, 1- 1,5 мас.% благоприятно сказывается на механических свойствах чугуна за счет повышения дисперсности структурных составляющих (графита и перлита), Нижний предел выбран исходя из достижения требуемого эффекта. При превышении верхнего предела уровень механических свойств остается практически постоянным и увеличивается стоимость лигатуры.Марганец - в пределах 0,3-5,0 мас 7. снижает температуру плавления и тем самым растворимость модификатора. Кроме того, дополнительный ввод марганца способствует перпитизации матрицы и повьппение прочности чугуна. Превышение верхнего предела (5,0 мас,7) нецелесообразно, так как приводит к возможности образования цементнта в структуре и за счет этого снижения свойств ВЧШГ. П р и м е. р. Для сравнительногоиспытания известного и предлагаемогомодификаторов исходный чугун состава,мас,%: углерод 3,1; кремний 2,0;марганец 0,2" хром 0,1; сера 0,02 выплавляют в индукционной высокочастотной печи. Технология получениявысокопрочного чугуна включает обработку расплава в реакционной камере.Температура запивки во всех случаяхо1380 С. Для достижения постоянногосодержания магния в отливках пропорционально концентрации магния в моди-,фикаторе изменяют площадь реакционной камеры. Фракционный состав модификатора составляет 2-8 мм.В качестве критерия растворимостимодификаторов используют вертикальную скорость растворения (мм/с), Образцы для определения прочности ВЧШГвырезают из плиты толщиной 20 мм. Путем изготовления ряда плавок оценивают минимальный расход лигатуры дляполучения ВЧШГ,Иэ таблицы следует, что изменение соотношения компонентов в предлагаемом модификаторе обеспечивает по сравнению с известным улучшение его растворимости в жидком металле и способствует повьппению предела прочности чугуна.1275057 следующем соотношении Пределы содерха" ния ингредиентов Вертикальнан скоПределыпрочностипрн растаиении, МПа Минииалъно нео входи)е)й расход,необходииый для 81 полуюнинвчшг Содераанне компонентов, нас.Х 1 одификатор рость рас вор енин, )о)/с С А 1 МВ Са едлагв 1,8 0,05 1,0 о,Осталное 0,3 О,0,3 ,5 о,г г,о 5 542 Средний Верхний 5,0 0,5 58 3,0 а,о 5 0,05 2е нинке 3,0 15,0 5,г,о ь,о О,6,0 Выие верхнего о,о,Рогулич Техред И.Попович Демчик орре Тираж 561 НИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Ркаэ 6537/2 е Подпи та СС открытиушская д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектн Формула и э о б р е т е н и я Модификатор для внутриформенной обработки чугуна, содержащий кремний, углерод, алюминий, магний, кальций, редкоземельные элементы (РЗЭ),марганец и железо, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью улучшения растворимости модификатора и повышения предела прочности чугуна, он содержит 10 компоненты вмас.Х:КремнийУглеродАлюминийМагнийКальцийРЗЭМарганецЖелезо 40-60,00)05-0)21-2,04-10,00,1-0,50,1-1,50,3-5,0Остальное