Модифицирующая смесь для чугуна

,ЯО 1)4 С 21 С 1/1 2 С 35 00 КОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕНН ЬПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ ССО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИА ВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУРЮЕ."1: кд. У 9заочный политехн м 1 АЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЧУГУНАтносится к областиства, в частностиирующих смесей дляочного чугуна,повышение механи)ОЛУ 0 Из обретенипроизводству,ОдстВу ВысокИВОК С ПОВЫШ ерросилициликомиш я к литейн тно издля отв частности к п прочных чугунов иной "трещиносто т ения - повьппени йств, трещиност гуна в отливках 20-3015-2011-35Остально металлСил икоалюмини остью. ме Нитриды марганца Желез оДополнительное в Цель иэобр ханических св и плотности ч счет улучшениикости запособраскисл е снлико-.сляющуюрующуюплотюминия увеличивает раскРующую и стабилиэ ти смеси, повышае ности смесиЦель дос графитизспособноность и гается тем, что моди исодержащая магнии,мишметалл и ферроси ирую афи смес еханические своис онцентрации силик .% плотность и ме ва чугуалюминия анически чугуна ении его с нижаю л ельно содержит сил а. При О 10 м лицин,коалюьи олмарганца НИИ КОМПОНЕНии т свои стванедостатсодержанися стабил одифиц анно оотнош сл еду кщмас.%:МагГра ри увели 20 мас.% оцесса м ны, а (боле ность т(56) Авторское свидетельство СССРй 108212, кл. С 2 С 1/10, 1984.Авторское свидетельство СССР973654, кл. С 22 С 35/00,С 21 С 1/1 О, 1982.(57) Изобретение олитейногопроиэводк составам модифицп чения высокопрЦель изобретения -ческих свойств, трещиностойкостии плотности чугуна за счет улучшения раскисляющей способности смеси.Модифицирующая смесь содержит магнийграФит,силикомишметалл, ферросилиций, силикоалюминий и нитриды марганца при следующем соотношении копонентов, мас.%: магний 7-12, графит8-14, снликомишметалл 20-30, Ферросилиций 10-18, силикоалюминий 15-20,нитриды марганца 11"35. Дополнительный ввод в состав смеси силикоалюминия и нитридов марганца повышаетраскисляющую, графитиэирующую и стабилизирующую способности смеси, чтоприводит к существенному (на 15-20%повышению механических свойств, трещиностойкости и плотности чугуна,обработанного этой смесью. 1 табл,з 146 ания, технологические свойства и отность отливок.Нитриды марганца вводят в состав смеси как эффективные модифицирующие добавки, снижающие трещиностойкость И остаточные термические напряжения. Их концентрация огРаничена содержа" нием 35 мас.%, вьппе которого снижаются раскислительная способность, свойства и плотность чугуна, а нижний предел (11 мас.%) обусловлен высокими характеристиками остаточных напряже" ний, склонностью к трещинам и пористостью чугуна при более низких концентрациях нитридов марганца.Содержание магния в смеси ограничено его нижним пределом (7 мас.%) необходимым для устойчивого получения шаровидного графита в чугуне. При увеличении концентрации магния ,в смеси (более 12 мас.% ) усиливается пироэффект, снижается стабильность раскислительной способности смеси, значительно повышаются остаточные термические напряжения чугуна в отливках. Ферросилиций в модифицирующей смеси в количестве 10-18 мас. . повьппает технологические и механичес" кие свойства, стабилизирует раскисли- тельную способность, снижает трещиностойкость и остаточные термические ,напряжения, повьппает плотность чугуна в отливках.Укаэанные пределы содержания гра, фита в смеси выбраны как оптимальные для данных численных значений магния и нитридов марганца, которые обеспечивают повьппение раскисляющей ,:способности и стабильности процесса модифнцирования.Содержание графита в смеси более 14 мас. . снижает твердость, плотность, прочность чугуна и его технологические свойства.: Понижение концентрации графита менее 8 мас.%) снижает стабильность процесса модиФицирования, степень усвояемости магния и увеличивает остаточные термические напряжения.Силикомишметалл усиливает раскислякщую способность и стабилизирует, процесс модифицирования при некотором колебании химического состава исходного чугуна. Нижний предел силикомишметапла применяется для модифицирования чугунов с низким содержанием неметаплических включений, не содержащих демодификаторов,766 Для получения модифицирующей смеси используют силикоалюминий, ферросилиций, графит гранулированный, нитриды марганца, полученные путем насыщения азотом электротермического 25 металлического марганца, силикомиш- металла, выплавленного в электропечи алюминотермическим способом ипоставляемого поплавочно в кускахмассой не более 10 кг, и магний. Измельченные исходные материалы дофракции 0,1-5 мм перемешивают в механических бегунах в течение 6"12 мин.Исходный чугун выплавляют в индукционных печах следующего химического 35состава, мас.%: углерод 3,5-3,7;кремний 2,0-2,2; марганец 0,3-0,5;ФосФор 0,02"0,06; никель до 29хром до 0,05; сера до 0,08; титан до0,03; железо остальное, Выпуск чугу на в подогретые литейные ковши проводят при 1380-1420 С. МодиФицирующиесмеси, перемешанные механически вбегунах, вводят в ковш в упакованномвиде при выпуске чугуна из печи. Расход модифицирующих смесей 1 от массы расплава.Составы модифицирующих смесей, используемых для обработки чугуновопытных плавок, а также результаты 50опробования предлагаемого составасмесей в сравнении с известной приведены в таблице.Для определения склонности модифицированных чугунов к образованиюгорячих трещин используют .звездообразную технологическую пробу. Абсолютную трещиностойкость определяютпо суммарной длине трещин на поверх"ности технологической пробы. Абсолют 3а верхний предел - для чугунов,содержащих легирукнцие и демодифици"рующие элементы, При концентрациисиликомишметалла более 30 мас.в 5струк гуре появляется структурносвободный цементит в тонких сеченияхотливок, снижается однородностьструктуры в толстых сечениях, повьппаются остаточные термические напряжения в отливках, ухудшаются Форма графита и герметичность чугуна, При со- .держании силикомишметалла до 20 мас. ухудшаются литейные свойства, Форма 15 графита, снижаются раскислядцая способность, характеристики твердостии плотности, повышается содержаниенеметаллических включений в чугуне.5 1463766 6 ные значения плотности определяют на ти смеси. Экономия от применения стандартных литых образцах30 мм, смеси составляет 5,1-13,6 руб/т чуа раскисляющую способность - по кон- гуна.центрации экстрагированного кислоро 5да из модифицированного и немодифи- . ф о р м у л а и з о б р е т е н и я цированного чугуна. Пробы на содержа- оние кислорода отбирают при 1350-5 С.+ оМодифицирующая смесь для чугуна,Определение ударной вязкости про- содержащая магний, графит, силикомишводят на образцах 1 О 1 О 55 мм с Ч-об- О металл и ферросилиций, о т л и ч а- разным надрезом глубиной 2 мм. Сте- .о щ а я с я тем, что, с целью повыше" пень усвоения компонентов модифици- н,: механических свойств, трещиностой- рующей смеси определяют по суммарно- кости и плотности чугуна путем улучму усвоению нитридов марганца, графи- шения раскисляющей способности смета, РЗМ, кремния, алюминия и магния 1 Б си, она дополнительно содержит силиот их содержания в модифицирующей коалкьжний и нитриды марганца при смеси. Определение содержания компо- следующем соотношении компонентов, нентов проводят методом дифференциро- мас.%:ванного количественного анализа на Магний 7-12 пробах, взятых иэ литых образцов, 20 Графит 8-14Как следует иэ полученных реэуль- Силикомиштатов, применение предлагаемой смеси металлприводит к повышению на 15-20% меха- Ферросилиций нических свойств чугуна, его плот- Силико алюминий ности и трещиноспособности за счет26 Нитриды мар. более высокой раскисляющей способнос- ганца 11-35ШшШСодержание компонентов, мас.% 20-30 10-18 15-20 Временное соп" Силикомишметалл. Маг- Гра ний фит СиликоНитриды мар"ганца Ферроси- лиций ротнвление алюми"кийчугуна при растяжении,МПа 670 665 715 638 657 632 181 О 1112 1414 202514 17 12345б (известная) 20 25 30 17 31 33 20 17 15 10 21 35 24 1 1 О 36 1 О 13.18 29 5 Осталь- ное Продолжение таблицы Трещиностойкость ПпотРаскисляющаяспособностьсмеси д,арная Смесь нос чугунав отлив остьугункДжм 2 1 0 ина ках ельная К ииекисл ородаД см 1. 510 2 590 1,05 1,11 1,09 0,981,03 0,96 32,0 30,3 30,82 34,3 32,6 0,002 0,0024 0,00245 0,0029 0,0028 0,00324 1,2 1,351,32 4 430 5470 б иэвест ая)