Смесь для модифицирования чугуна

(51) 4 ЕТЕ ЕТЕЛЬСТВУ инсоди сочв амит скин си ан СР 9. ос идко-. раза,7ЧУГУНтало при еталлурке состания чугугии вов Це вьппение м изобретения -свойств чугун отекучести. Выби улучшение ор граничных мпонентов в сме а обусловленническ его жидпредеси пр ия ко соста в содерждложенног сх рочре шарооба не стинижа-,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СМЕСЬ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ(57) Изобретение относится к мелургии и может быть использован бретение относится частности к разраб есей для модифицироследующим,Содержание гранулированного мния в составе смеси установлено дя из условия получения высоких ностных свойств отливок. Нижний дел содержания магния (5.мас.Е) ответствует образованию графита видной и вермикулярной Формы при щей степени сфероидизации графит менее 653. Ниже этого предела в структуре преобладает графит пла чатой Формы и свойства чугуна сн роизводстве отливок из высокопрочн о чугуна, Цель - повьппение механических свойств чугуна и улучшен его жидкотекучести, Смесь для м фицирования чугуна содержит, ма гранулированный магний 5-15; гр 2-5; марганцевый шлак 16.-20; фе лиций остальное. Используется м цевый шлак от производства стал 110 Г 13 Л, Дополнительный ввод в тав модифицирующей смеси марган го шлака позволяет повысить ж текучесть в чугуне в 1,16-1,24 Ь в 1,06-1,12 раза, сР в 1,5- раза. 1 табл. ются. Верхнии предел содержания магния (15 мас.Х) обусловлен его сильным карбидостабилизирующим действием и ухудшением экологического эффекта модифицирования,Использование графита в модифицирующей смеси позволяет дополнительно создать большее число центров кристаллизации графита и тем самым увеличить количество эвтектических зерен. Измельчение структуры в свою очередь повышает прочность ччгчна.оптимальным. содержанием графита в смеси является 2-5 мас.7, Добавка граФита менее 2 мас.3 не дает существенного прироста положительного эффекта, более 5 мас.7. - графит полностью ;не усваивается расплавом, его части:цы коагулируют и выделяются при кристаллизации в виде спели, снижая прочность чугуна и ухудшая жидкотекучесть25-40 15-20 29-33 15-25 1,5-3,5 До 0,05 30 Выбор Ферросилиция в качестве компонента модиАицирующей смеси обусловлен рядом факторов. 75 Аерросилиций хорошо растворим в жидком чугуне и обладает высокой степенью усвоения расплавом. Графитизирующее действие ферросилиция позволяет исключить возможность появления отбела в тонких сечениях отливки и повьппает пластич ность чугуна Кроме того, кремний повьппает технологические свойства расплава. Оптимальным количеством является содержание Аерросилиция в составе смеси 60-77 мас.%, что в пересчете 15 на чистый кремний составляет 45 - 58 мас.%,Марганцевый шлак представляет собой окислы, образующиеся при восстановительной плавке высокомарганце вых сталей, например при плавке стали 110 Г 13 Л, имеющие следующий химический состав, мас.%:СаОМяО25ЯОМпРеОР Выбор .марганцевого шлака, как компонента смеси для модифицирования чугуна, обусловлен его высоким рафинирующим и легирующим действием на расплав. Марганец, входящий в состав 35 марганцевого шлака, является эАфективным перлитизатором металлической основы чугуна, Отбеливающее действие его на структуру чугуна проявляется при более высоких количествах, чем хрома в хромовом шлаке, что позволяет широко варьировать составом модиФицирующей смеси без опасности полу" чения отбела. Наличие соединений СаО МяО и РеО позволяет активно 45 провести процесс десульАурации одновременно с модифицированием, Пределы содержания марганцевого шлака в составе смеси 16-20%) отражают полную перлитизацию металлической матрицы. Отклонение в большую сторону от граничных содержащий вызывает появление отбела в тонких сечениях, а при меньших содержаниях марганцевого шлака наблюдается частичная ферритиза ция структуры чугуна, что также снижает его прочностные характеристики, хотя и несколько повышает жидкотекучесть и пластичность. При изготовлении известной и предлагаемой смесей применялись следующие компоненты: магний гранулированный МгП 1, ТУ 48-10-51-78; граАит черный ГЛФ-З, ГОСТ 5420-74; Феррохромовый шлак производства Аеррохрома; марганцевый шлак производства стали 110 Г 13 Л; Аерросилиций ФС 75, ГОСТ 1415-75Технология приготовления смеси заключается в дроблении, взвешивании и перемешивании ингредиентов.Технология применения смеси включает засыпку ее на дно прогретого ковша и последующую заливку жидким металлом.Большое значение на ход процесса модифицирования оказывает количественный состав марганцевых шлаков.Дпя использования в модиАицирующей смеси необходимо применять марганцевый шлак с основностью (СаО/МО) не менее 1,6, Понижение основности шлака ниже 1,6 говорит о увеличении доли двуокиси кремния в шлаке, что увеличивает поверхностное натяжение шлака и снижает адгезию шлака к неметаллическим включениям в расплаве,которые остаются в нем в виде взвесей и снижают жидкотекучесть чугуна, Повышение основности шлака свьппе 2,1 не дает существенного уменьшения межфазного натяжения на границе металл-шлак, а следовательно, не влияет на более глубокое раАинирование жидкого металла.При проведении сравнительных испытаний в предлагаемой смеси для модиАицирования использовался марганцевый шлак следующего химического состава, мас.%:Окись кальция 32,5Окись магния 17Двуокись кремния 29Марганец 20Окись железа 2ФосАор 0,03Основность шлака составляла 1 =1,7. Для проведения сравнительных испытаний чугуна, обработанного известной и предлагаемой модиАицирующей смесями, использовали высокоуглеродистый сплав железа, содержащий, мас.%:Углерод 3 2Кремний 2,0Марганец 0,6Никель 0,2Хром 0,111507842 ние жидкотекччести. в 1,16-1,24 раза,в 1,06- 1,12 раз, с в 1,551,77 раз. Формула изобретения 16-20Остальное Содержание компонентов, мас,Я Смесь Яидкотекучесть ( ),мм, при Т = - 1370 С рафит Силн- Марган- Ферро, комио- цевый силиций МПа металл шлак сР,Х КС,краж/м агний стальое 548 звест,5 19 аяредло- енная 6,2 810 640 7,6 895 660 7,1 910 682 ОстальноеОстальноеОстальное 5 2 0 3,5 3 1 Составитель Н;Косторной Техред И. Верес Корректор В,Гирняк Редакто орват акаэ 5522/32 Тира 576 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 10 Сера 0,105ФосФор 0,05Механические свойства чугунов исследовались на образцах, изготовленных из заготовок, отлитых согласноГОСТ 7293-85.Испытания на растяжение проводилипо ГОСТ 1497-73 на образцах диаметром 14 мм с расчетной длиной 70 мм,Испытания на ударную вязкостьпроводили на трех образцах шириной10 мм по ГОСТ 9454-78,В таблице приведен сравнительныйанализ свойств чугуна, обработанного известной и предложенной модиФицирующей смесью при расходе смесина модиФицирование, равном 1,2 Е отмассы расплава.Как следует из таблицы, дополнительный ввод в состав смеси марганцевого шлака обеспечивает повышеСмесь для модиФицирования чугуна,содержащая гранулированный магний, 10 граФит и Ферросилиций, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повыше-ния механических свойств чугуна иулучшения его жидкотекучести, она дополнительно содержит марганцевый 15 шлак: при следующем соотношении компонентов, мас.%:Гранулированныймагний 5-15ГраФит 2-5Марганцевыйшлакферросилиций