Модификатор чугуна

(50 4 РЕТЕН ЕТЕЛЬСТ ии инстиЯ нер,(56)отливва.-М14 7. угуны для ександро, с. 1 45 тельство СССР1 С 1/10, 1987. вторское св31895, кл. ГУНА(57) Изобретениелургии, в частносфикаторов для пол относится к метал к составам м учения высок зобретения зования и ст но го чугуна, Цельнение трещинообрзация шаровиднойливках в условия тр формы графита в от длительной вьщерж сится к тейному оставам нийс одер Изобр производ модифика етениеству,астности мниисодержаиций и дот при слентов, мас,%: олучения высокоаровидным графиторов дл чугунаочного м (ЧШГ реДонные осной плавк атки тигел маг нийс Ь- плавов ообра ной ф держащихВисмут тельнои 1,0-1,5Остально т з того,чающий тигельнойплавов соомпон ты, мас.7 щего ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(53) 669, 1 5-198 (088 . 8)Высококачественные чок./Под ред. Н.Н. АлМашиностроение, 1 изобретения " устранение т зования и стабилизация шар ормы графита в условиях дл выдержки расплава чугуна. иная цель достигается за с о модификатор чугуна, вклю" магний-и кремнийсодержащий ты, в качестве магнийсодер мпонента. содержит донные о ки расплава. Модификатор чугуна содержит висмут, ферросилиций и донныеостатки тигельной плавки магнийсодержащих сплавов при следующем соотношении компонентов, мас.%: донные остатки тигельной плавки магнийсодержащих сплавов 35-45; висмут 1,0-1,5;ферросилиций остальное. При этомдонные остатки тигельной плавки содержат 45-60% магния; 0,8-2,5% РЗМ;0,2-0,5% алюминия; 0,2-0,5% циркония;соли и окислы ЩЗМ остальное, ДополнИтельный ввод в состав модификаторависмута применен в качестве магнийсодержащего компонента донныхостатков тигельной плавки, а в качествекремнийсодержащего компонента - ферросилиция позволяет устранить трещинообразование в отливках в процессе выдержки расплава модифицированного чугуна и в 2-3 раза повыситьдлительность модифицирующего эффекта. 1 з,п, ф-лы, 1 табл. татки тигельной плавки ма щих сплавов, в качестве к щего компонента - феррос полнительно содержит вис дующем соотношении компо Ферросилицийпри, этом донные остатки плавки магнийсодержащих держат следующие компонеМагний 45-60РЗМ 0,8"2,5Алюминий 0,2-5,0Цир коний 0,2-0,5Хлориды и окислы0 ЗМ ОстальноеНаличие в составе модификаторадонных остатков тигельной плавки позволяет произвести сфероидизацию граФита в чугуне за счет наличия в нихмагния, Благодаря присутствию в донных .остатках алюминия и циркония сни-.жается трещинообразование в отливкахиз модифицированного чугуна за счетснижения структурньж напряжений в отливках. Кроме того, в донных остаткахтигельной плавки содержатся РЗМ,Введение в модификатор магния иРЗМ в составе донных остатков тигельной плавки магнийсодержащих сплавовпозволяет утилизировать отходы изначительно снизить стоимость модификатора,Входящий в состав модификатора ком плекс: ферросилиций, висмут и РЗМ(последнее вводится в составе донныхостатков тигельной плавки магнийсодержащих сплавов), стабильно обеспечивает получение шаровидной формыграфита и однородной микроструктуры вотливках в условиях длительной разливки (вьдержки) чугуна. Висмут иРЗМ при вводе их в расплав чугуна. образуют тугоплавкие соединения типаМеВ, МеВз, МеВ, частички которыхявляются подджками для графитообразования, Ферросилиций, растворяясь вчугуне, создает микрозоны с повышенным содержанием кремния, в которыхпроисходит активное вьделение графита, Указанные особенности являютсяпричиной мощного графитизирующеговоздействия, длительного во времени ипозволяющего стабилизировать микроструктуру ЧШГ, снизить либо полностьюустранить отбел .в условиях даже длительной разливки (вьдержки) чугуна.Кроме того, РЗМ и висмут, осаждаясь на границе графит - расплав, спо.собствуют консервации глобулей привыдержке расплава, что позволяет ста,бильно обеспечивать шаровидную форму1 графита в отливках в условиях длительной разливки чугуна.При содержании в составе модификатора донных остатков тигельной плавкимагнийсодержащих сплавов менее35,мас,ухудшается форма графита в отливках и снижаются физико-механические и эксплуатационные свойствачугуна, При наличии донных остатковв количестве свыше 45 мас, , возрастает количество структурно-свободныхкарбидов в микроструктуре ЧШГ за счетповышения содержания магния, а такжеповышается трещинообразование в от- .ливкахСнижение содержаниявисмута в модификаторе менее 1,0 мас.% приводит кневозможности стабильного обеспечениямикроструктуры в отливках в условияхдлительной разливки (выдержки) расплава чугуна, т,е. по мере вьдержки расплава резко возрастает количествоструктурно-свободных карбидов, в отливках образуются трещины. Повышениеколичества висмута в составе модификатора свыше 1,5 мас.приводит к деглобуляризации графита в модифицированном чугуне, и к снижению его Физико-механических характеристик, а кроме того, это не оправдано экономически,П р и м е р, Исходный чугун химического состава, мас. : С 3,3-3,4;Яз. 2,2-2,3; Мп 0,56-0,60 р Св до 0,03;Р до 0,07, выплавляют в индукционнойпечи и обрабатывают известным и предлагаемым модификаторами в количестве1,5 от массы чугуна в камере-автоклаве и в ковше вместимостью 200 кг,В состав модификаторов входят при различных соотношениях первичный магнийферросилиций, висмут, а также донныеостатки тигельной плавки магнийсодержащих сплавов (отходы малой металлургии) химического состава, мас, : Магний 50,0 РЗМ 1,5 Алюминий 0,9 Цирконий 0,4 Хлориды и окислыЩЗМ Остальное Температура чугуна при выпуске из печи составляет 1430-1450 С.После модифицирования и снятия шлака чугун переливают в индукционную печь вместимостью 120 кг и подвергают изотермической вьдержке при 1340- 1350 С в течение 30-40 мин. По ходу вьдержки чугуна через каждые 2 мин заливают в песчаные Формы образцы с приведенной толщиной 15 мм для исследования микроструктуры, а также специальные пробы на трещиноустойчивость1520131 следукщие ком 4 5-600,8-2, 50,2-5,00,2-0,5 Остальное Наличие и тел ьно ст ь сохраненияшар овиднойформы графита, мин трещинв пробах Ферросилиций Донные .остатки ти- гельной ВисОбогащенный магни- евый мут плавки магнийсошлам держащихсплавов 80,0 Известный 20 Остальное Да ферросили- кобарий Предлагае 0,8 1,0 1,2 1,5 1,8 30 35 40 45 50 16,0 20,0 22,022,0 22,0 ОстальноеТо же 1 2 3 4 5 Нет НетДа ОстальноеТо же в виде Т-образного профиля с соотношением толщин сопряженных стенок 3:1,Стабильность обеспечения шаровидной формы графита в условиях длитель 5 ной выдержки (разливки) чугуна оценивают по длительности сохранения до 807. графита баллов Гф 13 и Гф 12 в микроструктре образцов.Трещинообразование оценивают визуально на Т-образных пробах, которые заливают по мере выдержки чугуна через каждые 2 мин. После охлаждени.я образцов в форме до цеховой температуры формы выбивают и образцы осмат ривают, фиксируя отсутствие или наличие трещин. Данные по трещинообразованию, стабильности обеспечения шаровидной фор мы графита и микроструктуры (по величине М) в условиях длительной разливки (выдержки) расплава чугуна приведены в таблице.Как видно из таблицы, предлагае мый модификатор обеспечивает отсутствие трещинообразования, позволяет стабильно получать шаровидную форму графита и стабилизировать микроструктуру в условиях длительной разливки (выдержки) расплава ЧШГ. Применение модификатора позволит снизить коробление, сократить цикл либо полностью устранить термообра ботку (в зависимости от способа изгоМодификатор Состав модификатора, мас.7. товления отливок), а также снизитьстоимость модификатора. Формула изобретения 1. Модификатор чугуна, включающий магнийсодержащий и кремнийсодержащий компоненты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью устранения трещинообразования и стабилизации шаро-. видной формы графита в отливках в условиях длительной выдержки расплава чугуна, он дополнительно содержит висмут, в качестве магнийсодержащего компонента - донные остатки тигельной плавки магнийсодержащих сплавов, а в качестве кремнийсодержащего компонента - ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас./:Донные остатки тигельной плавки магнийсодержащих сплавов . 35-45 Висмут 1,0-1, 5 Ферросилиций Остальное 2. Модификатор по и, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что донные остатки тигельной плавки магнийсодержащих сплавов содержатпоненты, мас.7,:Маг нийРЗМАлюминийЦир конийСоли и окислыЩЗМ