Модифицирующая смесь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) 1)4 С 21 С 11 ВСЕООИИН Т 1 КТНО- ТЕИ Е БР 1 О РЕТЕВУ СА ЕТЕЛ АВТОРСКОМ техничес.К.Св ткин СССР80.СР986. металлу жидкоги лур- дкого ичеграфитасвойства ным зации и войств. е и леитель и ышающий ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный заочный полкий институт(57) Изобретение относитсяи, а именно к модификатор Изобретение относится к метагии, а именно к модификаторам жичугуна, используемым при произвотливок из высокопрочных доэвтеских чугунов, обладающих повышепределом текучести при изгибе,Целью изобретения является ишение механических и эксплуатациных свойств чугуна,Предложенная модифицирующаясодержит борную кислоту, окисьсиликобарий, нитриды лития, алюкарбонитриды хрома и магний придующем соотношении компонентов,Борная кислота 15-25Окись меди 10-1 7Силикобарий 1 5-23Нитриды лития 12-17Алюминий 11-15Карбонитриды хрома 6-16Магний 6-12 го чугуна, используемым при производ стве отливок из высокопрочных доэвтектических чугунов, обладающих повышенным пределом текучести при изгибе. Цель изобретения - повышение механических и экстплуатационных свойств чугуна. Модифицирующая смесь одержит, мас.%: борная кислота 15- 25, окись меди 10-17, силикобарий 15-23, нитриды лития 12-17, алюминий 11-15, карбонитриды хрома 6-16, магний 6-12, Использование модифицирующей смеси позволяет значительно повысить механические свойства чугуна, а также увеличить на 20-35% его эксплуатационную стойкость. 1 табл. Дополнительное введение карбонитридов хрома усиливает модифицирующее и упрочняющее влияние смеси, обспечивает измельчение структуры повышает упругопластически чугуна, способствует стаби овышению эксплуатационных При концентрации карбонитридов хрома до 6 мас.% дисперсность структуры и графита в чугуне, модифицирующая и упрочняющая способности низкие, а увеличение содержания карбонитридов хрома более 16 мас.% повышает отбел чугуна, снижает вязкопластические свойства чугуна, однородность структуры, стабильность механических свойств чугуна и графитизирующую способность смеси.Магний в веден как сильныи раскис ероидизатор графита, побел и дисперсность структуры в литом состоянии, упрочняющий структуру и повышающий механические и эксплуатационные свойства, Нижний предел его содержание 6 мас.7 при5 этой концентрации начинает проявляться его сфероидизирующее и упрочняющее влияние, верхний предел ограничен концентрацией 12 мас.7., выше которой повьппается угар и нестабиль О ность механических свойств.Нитриды лития измельчают структуру чугуна при модифицировании, улучшают компактность структурных составляющих, повышают трещиностойкость, графитизирующую способность, предел текучести, прочность и модуль сдвига. При концентрации нитридов лития до 12 мас.7. измельчение структуры и величина модуля сдвига недостаточны, а при увеличении нитридов лития более 17 мас,7. увеличивается концентрация неметаллических включений в чугуне, повышается брак по отсеру, что приводит к снижению модуля сдвига, пластических и эксплуатационных свойств чугуна.Алюминий рафинирует и модифицирует железоуглеродистый расплав, повышая пластические свойства, трещиностойкость и модуль сдвига. При концентрации алюминия до 11 мас.7, пластические свойства и модуль сдвига чугуна низкие, а при концентрации в смеси алюминия более 15 мас.7 повы 35 шается содержание ф-, рита в чугуне и снижаются модуль сдвига, предел текучести и эксплуатационная стойкость.Введение 10- 17 мас.7. окиси меди обеспечивает снижение и выравнивание 40 твердости чугуна, повышение графитизирующей способности, литейных свойств, дисперсности и равномерности структуры, что приводит к повышению ударной вязкости, предела текучести 45 модуля сдвига чугуна в отливках после термообрабатки. При концентрации ее менее 10 мас.Х отмечается повышениетвердости и снижение пластическихсвойств и модуля сдвига, а при увели"чении концентрации более 17 мас.7.50увеличиваются ликвация, отсер, неоднородность структуры чугуна в отливках, что приводит к снижению ударнойвязкости, модуля сдвига и стабильно 55сти механических свойств,Борная кислота в количестве 1525 мас,7. обеспечивает дополнительное,модифицрование чугуна бором, повышение графитизирующей способности чугуна и снижение твердости, повьппение предела текучести и модуля сдвига. Верхний предел концентрации борной кислоты в смеси ограничен содержанием 25 мас.7, выше которого увеличивается неоднородность структуры и герметичность чугуна в отливках и снижаются эксплуатационные свойства, модуль сдвига и предел текучести. При снижении концентрации борной кислоты менее 15 мас,7. отмечаются низкие характеристики механических свойств и степени графитизации чугуна.Силикобарий введен как эффективная раскисляющая, модифицирующая и графитизирующая добавка. При его содержании более 23 мас.7 повышаются угар смеси, неоднородность структуры и снижаются механические свойства. При концентрации силикобария до 15 мас.7 снижается графитизирующая способность смеси, увеличивается содержание перлита в структуре, что снижает модуль сдвига, пластические свойства и эксплуатационные свойства.П р и м е рПлавки чугунов проводили в открытых индукционных печах. Для обработки использовали доэвтектические чугуны следующего состава, мас.7:Углерод 2,3-2,4Кремний 1,0-1,1Марганец 0,3-0,4Хром 0,04-0,06Сера 0,05-0,06Фосфор 0,06-0,07Железо ОстальноеДля модифицирования чугуна использовали пять составов предложенной модифицирующей смеси и известную модифицирующую смесь в количестве 0,147 от массы чугуна.Модифицирующие смеси изготавливали дроблением алюминия АЧ, силикобария СБЗО, карбонитридов хрома ФХ 400 Н и перемешиванием их с порошками борной кислоты, окиси меди и нитридов лития.1Из модифицированного чугуна отливали технологические пробы и образцы для механических испытаний толщиной 8-45 мм.Технологические свойства модифицированных чугунов определяли на стан,дартных литных пробах, а механические свойства после проведения термическойообработки: нагрев до 960 С, выдержка152 5215 Постав модифицирувней снеси, мас.г Неханическне сЬойства модиагицированного чугунаЭхсплуа- твцнКарбанитриды хрома Борнвллислотл Ннтридылнтнл Окиг.ьмели Силикобарий йлвмнинй Нвгний Ударнал Относи- тельное Твердость,нв Предел Опыт Пределпрочности лрирвстлкеннн,НПа оннвл стойдульсдвнудливенне, а теку- чести хость, ч кость кйв/м га, НПа приизгибе,НПа 73500 76700 77500 771 ВО 73900 76200 зво азо аго 460 395 аго аво эо 53 Ь 420 581 435 596 426 485 325 51 Ь 370 140 266 46 ЭУО 150 410 157 390 140 295 143 320 н 2 4 5 6 60 25 го 15 г 7 13 12,6 13,6 1 З,В 1 Э,О 12,6 ЭО 11 4 0 227 0 23 8 5 26 о 12 15 17 о го 6 1 1215 11 13 15 6 17 6 1 О 16 4 18 Илвес гнлл счег ь Составитель К.СорокинТехред М.Ходанич Корректор Л.Бескид Редактор Л.Веселовская Заказ 7188/20 Тираж 530 ПодписноеВНИИПИ Гсэсуд.грственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Произв 3 дтэен 1 о-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 при этой температуре 5 ч, охлаждениеодо 730 С, выдержка при этой темпера 1 туре 5 ч и окончательное охлаждение на воздухе. Общий цикл термической обработки 17,5 ч.Графитизирующую способность модифицирующих смесей оценивали по изменению микроструктуры чугуна после выдержки при 760 С в течение 75 ч на стандартных 16 мм образцах, эксплуатационную стойкость - на испытательных стендах ИМСУв условиях ударно-усталостных нагрузокВ таблице приведены составы модифицирующих смесей и механические и технологические свойства модифициро" ванных чугунов,Как видно из таблицы, чугуны, модифицированные предложенной смесью составов 2, 3 и 4, обладают более высокими механическими свойствами, чем при модифицировании их известной смесью оптимального состава (опыт 1).Сопоставительный анализ графитизирующей способности и механических свойств модифицированных высокопрочных чугунов после термической обработки показал, что при использовании предложенной модифицирующей смеси повышаются механические и технологические свойства модифицированных чугу- нов (трещиностойкостьв жидкотекучесть 5и др.),Применение предложенной модифицирующей смеси позволит улучшить эксплуатационную стойкость и механические свойства при одновременном сокращении продолжительности графитизирующего отжига белого чугуна наферитоперлитный ковкий чугун. Формула и э обретения15 Модифицирующая смесь, содержащаяборную кислоту, окись меди и силикобарий, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механических 20 и эксплуатационных свойств чугуна,она дополнительно содержит алюминий, магний, карбонитриды хрома и нитриды лития при следующем соотношении компонентов, мас.Х:25 Борная кислота 15-25Окись меди 10-17Силикобарий 15-23 Нитриды лития 12-17 Магний 6-12 3 г Алюминий 11-15Карбонитриды хрома 6-16