Лигатура для чугуна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 668450 А 51)5 С 22 С 35 ИСАНИЕ ИЗСБРЕТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И К ение "Гом ко, В,К Со 983 ССС игатурам для ение упругих ластичности, жительности Изобв частнос деталей скими св ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ЧУГУНА(57) Изобретение относится к лчугуна. Целью является повышсвойств, технологической иудароустойчивости и продол ретение относится к металлургии, ти к лигатурам для производства3 чугуна с повышенными пластиче- ойст вами,Цель изобретения - повышение упругих свойств, технологической пластичности, удароустойчивости и продолжительности модифицирующего эффекта,Лигатуру выплавляют в открытых индукционных электропечах емкостью 150 кг с использованием смеси ферросилиция, ферроникеля, электрической меди, феррохрома, углеродистого кобальта, боя электродов;стального лома и боридов иттрия, При достижении температуры 1370 С в расплав вводят нитриды магния, выдерживают 1-3 модифицирующего эффекта чугунов. Лигатура содержит, мас.: никель 3-7; кремний 3,0-7,5; медь 11-27; хром 1-3; углерод 1,2-5,0; кобальт 0,2-0.5; бориды иттрия 1,5-15,0; нитриды магния 1,3-7,5; железо - остальное. При легировании доэвтектического чугуна предлагаемой лигатурой получили чугуны марки ВЕ 60 и ВЕ 65 с ударной вязкостью 0,978-1,02 МДж/м, относительным удлинегнием 18,9-19,5 О, вязкостью разрушения 575-612 кг см, удароустойчивостью 1720-1880 циклов при энергии удара 10 МПа и горячей пластичностью 17-21 скручиваний, При этом продолжительность модифицирующего эффекта возросла с 23 до 46,5-49,1 мин. 2 табл. мин и производят разливку в плоские изложницы.Опытные плавки чугуна доэвтектического состава, содержащего, мас.ь: углерод 2,8; кремний 1,35; марганец 0,72; хром 0,1; никель 0,2; фосфор 0,1; сера 0,12; железо - остальное, производили в индукционной откытой электропечи с перегревом расплава на 300-380 С выше температуры ликвидуса, Модифицирование чугуна проводили при выпуске расплава в ковши при 1400-1430 С измельченной лигатурой в количестве 0,08- 0,1 от массы чугуна. В процессе разливки модифицированного чугуна лигатурами предлагаемых и известного составов (табл.1).по стандартным методикам отливали образцы для механических испытаний имикроисследований структуры и технологических проб,В табл,2 приведены результаты исследования стабильности модифицирующего эффекта и механических свойств чугуна в отливках при использовании известной и предлагаемой лигатур.Металлографические исследования показали, что лигатуры с боридами иттрия и нитридами магния позволяют получить более мелкозернистую структуру металлической основы и компактный графит в отливках.Ударную вязкость определяли на образцах типа 12 по ГОСТ 9454-78 на маятниковом копре МК-ЗОМ, а исследования шлифов - на рентгеновском микроанализаторе.Бориды иттрия введены в предлагаемую лигатуру в количестве 1,5-15 мас.как эффективная модифицирующая добавка для чугуна, повышающая однородность и стабильность структуры и устраняющая образование в ней черных пятен и междендритного графита, способствующая увеличению изолированности и компактности графита и других составляющих структуры и повышению механических характеристик чугуна в отливках, особенно пластических свойств. При концентрации боридов иттрия до 1,5 мас,% модифицирующий эффект проявляется слабо и пластические свойства чугуна в отливках находятся на низком уровне, а при увеличении концентрации бридов иттрия более 15 мас.% снижается стабильность модифицирующего эффекта, увеличивается количество неме таллических включений и снижаются механические свойства чугуна, долговечность литых деталей.Нитриды магния в количестве 1,3-7,5 мас.% существенно измельчают структурные составляющие, снижают газовую пористость и повышают равномерность модифицирования, усвояемость лигатуры расплавленным металлом и продолжительность сохранения модифицирующего эф.фекта лигатуры, что обеспечивает повышение относительного удлинения и ударной вязкости чугуна в отливках, При концентрации нитридов магния до 1,3 мас.измельчение структуры и повышение пластических свойств недостаточное, а при увеличении концентрации нитридов магния более 7,5 мас.повышается угар металла и снижаются однородность структуры, механические и эксплуатационные свойства чугуна в отливкахСодержания других компонентов выбраны в соответствии с принятым содержа 5 нием их в лигатурах, используемых длямодифицирования чугуна с повышеннымипластическими свойствами, Эффективное. содержание кремния в лигатуре составляет3-7,5 мас,%, углерода 1,2-5 мас.и меди10 11-27 мас. . Такая концентрация графитизирующих компонентов при содержаниихрома 1-3 мас,% повышает равномерностьи стабильность модифицирования чугуна,способствует повышению механических15. свойств,Наличие в лигатуре 0,2-0,5 мас,% кобальта способствует повышению стабильности модифицирования и механическихсвойств, При увеличении концентрации ко 20 бальта более 0,5 мас.повышается температура плавления лигатуры, а приконцентрации до 0,2 мас.0 стабильностьмодифицировэния низкая.Таким образом, как видно из табл.2, чу 25 гун, обработанный предлагаемой лигатуройв количестве 0,1% от массы расплава, обладает более высокими упругими свойствамибольшей, технологической пластичностью иудароустойчивостью, чем при использова 30 нии лигатуры известного состава. При этоммодифицирующий эффект сохраняется более длительное время.Предлагаемая лигатура технологичнапри выплавке, хорошо усваивается чугуном35 при температурах 1330-1400 С.Формула изобретенияЛигатура для чугуна. содержащая никель, кремний, медь, хром, углерод, кобальти железо, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с40 целью повышения упругих свойств, техно-логической пластичности, удароустойчивости и продолжительностимодифицирующего эффекта чугунов, она дополнительно содержит бориды иттрия и нит 45 риды магния при следующем соотношениикомпонентов, мас.%:Никель 3-7Кремнй 3,0-7,5Медь 11-2750 Хром 1-3Углерод 1,2-5,0Кобальт 0,2-0,5Бориды иттрия 1,5-15,0Нитриды магния 1,3-7,555 Железо Остальное