Модифицирующая смесь для ковшовой обработки чугуна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (И) 1) С 21 ТЕ ТЕЛЬСТВУ исследоватеталлов попорт,ов льство СССР /0, 1979. ство СССР 1/10, 1983,ОВШО ино соста няеч-": лучит на 90 карбидообраз ующиминове ферросилицияношении компонент элементами на ос при следующем сомас,%:талл 10-50иевый ФерросилиКремниймасплав мишм ийба 20-50 силицидев моме ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ Н АВТОРСКОМУ(46) 23.03.91. Бюл.(71) Уральский научноский институт черных м (72) С. В. Кочевых, Э.М А.П.Шкателов и Ю.В.Гал ,(53) 669. 168.3 (088. 8 ,(56) Авторское свидет692658, кл. С 21 САвторское свидетел1014911, кл. С 21 С 54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ К ОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА57) Изобретение относится к ли му производству, в частности к ам модифицирующих смесей, прим мым при производстве высокопр Изобретение отпосится к литейному производству, в частности к составам модифицирующих смесей, применяемым при производстве высокопрочного чугуна, и может быть использовано при получении модифицированного чугуна.Цель изобретения - повышение стабильности получения вермикулярного графита, повышение стойкости чугуна против теплового удара и снижение пироэффекта, при модифицировании.Предлагаемая модифицирующая смесь для ковшовой обработкичугуна содержит ферросиликомишметалл, кремниймагнийбариевый сплав при отношении в нем магния к барию 1;(2,0-2,5) и сплав с 2ного чугуна, и может быть использовано при получении модифицированного чугуна. Целью изобретения является повышение стабильности получения вермикулярного графита, повышение стойкости чугуна против теплового удара и снижение пироэффекта при модифицировании. Модифицирующая смесь для ковшевой обработки чугуна содержит, мас.%: Ферроиликомишметалл 10- 50; кремниймагнийбариевый сплав 20- 50; сплав с карбндообразующими элементами на основе Ферросилиция 20-50. Применение смеси позволяет увеличить термостойкость чугуна на 35-40%, уменьшить пироэффект при обработке чугуна до слабого его проявления и поь в чугуне вермикулярный графит -100%. 1 табл. Сплав с карбидообразующими элементами наоснове ферросилиция 20-50Использование кремниймагнийбариевого сплава обеспечивает присутствие комплексных соединений магния с бари м и кремнием, имеющих более высоую пр ность межатомной связи, чем в магния. В результате этого нт введения в расплав пред 16364495 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лагаемой смеси резко снижается интенсивность процесса выгорания магния,тем самым обеспечивается повышениеего усвоения и снижается интенсивность пироэффекта, Наличие в расплавев предкристаллизационный период соединений Ва-Бд-М 8 обеспечивает снижение активности атомов магния. Как по"казывают проведенные экспериментальные исследования, при использованиикремниймагнийбариевого сплава с отношением магния к барию 1:(2,0-2,5)обеспечивается вьщеление в структуречугуна графита преимущественно в вермикулярной форме. Получению графитав вермикулярной форме отвечает и вве"дение в расплав силицидов железа, укоторых часть атомов .железа замещенакарбидообразующими элементами, болееэлектроотрицательными чем железо. Такой результат обусловлен влиянием награфитизацию примесных кластеров, образующихся при введении в расплавсплавов с силицидными Фазами. Поэтомузамена сплава на основе ферросилицияна ферросплав данного элемента приводит к получению чугуна с графитомпреимущественно шаровидной неправильной формы, который не соответствуеттребуемым свойствам.В предлагаемой модифицирующей смеси содержание сплава с карбидообразующими элементами на основе ферросилиция и кремниймагнийбариевого сплававыбрано с учетом их совместного влияния на стабильность получения вермикулярного графита, а также получениепреимущественно ферритной легированной металлической основы обрабатываемого чугуна, позволяющей обеспечитьстойкость отливок против действиятепловых ударов.П р и м е р. Для экспериментальнойпроверки предлагаемого состава готовят 18 составов модифицирующей смеси(таблица), В качестве карбидосодержащего сплава на основе ферросилиция используют Ферросилиций с ванадиемФС 40 ВД, содержащий, мас.Х: у 6-8;Б 1 35-40; Мп 3-5; Ре остальное (опыты 1-13), а также ферросилиций с хромом, содержащий, мас.Е: Сх 8-10; Бд . 65-70; Ре остальное (опыты 14 и 15),и Ферросилиций с бором, содержащий, мас.7:,В 5-8; Б 1 65-70; Ре остальное (опыты 16-18). В качестве кремниймаг нийбариевого сплава используют опытный сплав с содержанием, мас.7: М 8 4-6; Ва 8-15; Б 1 остальное Ферросиликомишметалл содержит, мас.Х: РЗМ 13-15; Бд 55-60; А 1 4-9; Ре остальное.Исходный чугун с химическим составом, мас.7.; С 3,0-3,2; Б 1 1,0-1,3; Мп 0,3-0,6; Б 0,05, выплавляют в 50- килограммовой индукционной печи. Температура перегрева расплава составляет 1400+1 ООС. Модифицирующую смесь каждого состава в количестве 27 от массы металла помещают на дно ковша перед разливкой, После обработки в ковше чугуна заливают пробы диаметром 40 мм при 1320+20 С, Сопротивление чугуна действию термических ударов определяют на цилиндрических образцах диаметром 15 мм и высотой 15 мм, тер моциклируемых по схеме нагрев до 900 С, выдержка 15 мин и охлаждение в доде, Опыты 1-4 проведены с целью анализа влияния отношения Ва/М 8 в кремниймагнийбариевом сплаве на достижение положительного эффекта. При повышении отношения Ва/М 8 более 2,5 (опыт 4) и снижении его ниже 2,0 Х (опыт 3) происходит снижение стабильности получения вермикулярной формы графита и снижение сопротивления чугуна тепловому удару, что проявляется в снижении числа циклов до появления термических трещин. При содержании компонентов модифицирующей смеси в предлагаемых пределах (опыты 5-8) графит вьщеляется преимущественно в вермикулярной форме. При этом процесс модифицирования характеризуется слабым проявлением пироэффекта и повышенной стойкостью чугуна против тепловых ударов, о чем, в частности, свидетельствует повыше" ние количества циклов до появления термических трещин. Как видно из таблицы, использование составов модифицирующих смесей, в которых содержание сплава с карбидообразующими элементами на основе ферросилиция и кремниймагнийбариевого сплава (опыты 9-12) находятся ниже нижнего и выше верхнего предлагаемых пределов, не позволяет достичь положительного эффекта. Аналогичный результат (опыт 13) получается и при использовании в качестве карбидосодержащего сплава феррованадия. Опыты 14-18 проводят с целью показать эффективность использования других карбидообразующнх элементов,51636449 611 спольэование предлагаемой смеси ности получения вермикулярного графипоэволяет повысить производительность та, повышения стойкости чугуна против процесса получения ЧВГ при ковшовой теплового удара и снижения пироэффек" обработке расплава за счет стабилиза- та при модифицировании она дополни 5вции процесса модифицирования, а также тельно содержит сплав с карбидообраснизить себестоимость отливок за счет -зующими элементами на основе ферросиповышения усвоения легирующих элемен- лиция и кремчиймагнийбариевый сплав тов, снизить брак отливок по термо- при отношении в нем магния к барию стойкости. 10 1:(2 э 0"2,5) при следующем соотношении компонентов, мас.Х: Формула и э о б р е т е и и я 10-50 20-50 Иодифицирующая смесь для ковшовой обработки чугуна, включающая ферросиликомишметалл, магний ч барийсодержащие сплавы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения стабиль 20-50 е мопФ 1 ди- ОсновскиеВа/ИВ в11 кремний Ферросили"магннйбекояипме- риевомталлславе Термостой- ПнровФФекткость чу- при обработгуив, чис- ке чугунало цикловпо появления тре- щины Сопервание грвФнтв в чу" гуие,Соперкение компонентов руисей снеги, мвс.".Опыт с провис- Вермику- оласный ляриый тиича- тый Кремнийывг- Караиосонийбариевый дерваэо 1 йсплав сплав Иэвест- белеэокрем- Ферросиликоный нмймагние- барий 15вый сплав15 39 Сильный ВО го 20 Ферросаги"Ннй сввнвлнем1 35 100 2,0 зо 61 Слабый и г,5 100 58 1,9 35 30 39 Сильный 19 Слабый 62 Слабый 15 85 40 2,6 35 60 2,3 95 50 и 65 со 10 и1 О 90 г,з 90 5 и 51 2,3 зо 20 14 15 Ферроссп 1 ос хромом 52 100 233 15 20 Ферросглиииис бором20 90 60 Слабый 10 2,3 зо 1 Ь 50 95 62 100 64 зо 50 го г,з 40 СО 20 18 Редактор Н.Яцола Заказ 797 Тираж 388 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям.и открытиям дри ГКНТ СССР1.13035, Иосквав Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,10 2 35 з 35 С 35 5 20 6 50 7 СО й 25 9 40 О25 ферросиликомишметаллКремниймагнийбариевыйсплавСплав с карбидообразующими элементами наоснове ферросилиция Составитель К.Сорокин Техред Л.Олийнык Корректор А,Обручар