Модифицирующая смесь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 51)5 С 22 С 35/00 ПИС Е ИЗОБР ЕНИ ициру овано гуна с ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ (57) Изобретение относится к модиф ющим смесям и может быть использ при производстве высокопрочного чу Изобретение относится к литейному производству, в частности к производству высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.Для получения высокопрочного чугуна применяют различные модификаторы как в виде сплавов, так и механических смесей.Известен состав модифицирующей смеси, в которой содержание магния, ферросилиция и графита взято в соотношении 1:4;1,Однако обработка чугуна этим модификатором сопровождается большим пироэффектом и низким усвоением магния иэ-за его высокого содержания в смеси. Чугун, обработанный этой модифицирующей смесью, затвердевает с отбелом в тонких сечениях отливки, причем для его устранения необходим высокотемпературный отжиг или вторичное модифицирование.Наиболее близкой к предлагаемой по составу является модифицирующая смесь, содержащая магний, графит, силикомишметалл и ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас. : шаровидным графитом. Цель изобретения - повышение степени усвоения магния, механических свойств, износостойкости и жаростойкости чугуна. Модифицирующая смесь содержит, мас.0(,: М 9 12 - 18; графит 15-25; окись титана 8 - 10; пятиокись ванадия 6 - 8; нитрид кальция 10 - 15 и ферросилиций остальное. Дополнительный ввод в состав смеси окиси титана, нитрида кальция и пятиокиси ванадия позволяют после обработки чугуна повысить предел прочности в 1,6 - 1,43 раза, ударную вязкость - в 1,37- 1,54 раза, степень усвоения М 9 - на 18- 26;, жаростойкость - в 1,56-1,92 раза. Магний 10-15Графит 18 - .40 Силикомиш металл 2 - 25 Ферросилиций Остальное Недостатком. известной смеси является ф низкая степень усвоения магнйя, низкие механические свойства, износостойкость и жаростойкость. ОдЦель изобретения - повышение степени усвоения магния, повышение механических свойств, износостойкости ижаростойкости в агрессивных средах.Поставленная цель достигается тем, что модифицирующая смесь, содержащая магний, графит и ферросилиций дополнительно -ь содержит нитрид кальция, пятиокись ванадия, окись титана при следующем соотношении компонентов, мас. : Магний 12 - 18 Графит 15 - 25 Окись титана 8 - 10 Пятиокись ванадия 6-8 Нитрид кальция 15-105 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Ферросилиций ОстальноеНизкое содержание магния в модификаторе позволяет повысить степень его усвоения чугуном.При содержании в смеси магния ниже10 не достигается требуемый эффект модифицирования, поскольку из-за частичнойпотери магния на реакции взаимодействияс серой и кислородом его остаточное содержание в чугуне оказывается недостаточнымдля обеспечения высокой степени сероидизации графитовых включений.Обработка чугуна модифицирующейсмесью с содержанием магния выше 16 характеризуется скоротечностью процессамодифицирования и, как следствие, сопровождается большим пироэффектом, нестабильностью получаемых результатов поструктуре и свойствам чугуна,Повышенное содержание графита в модификаторе (15 - 25 ) замедляет процессмодифицирования, делая его спокойнее,без выбросов чугуна из ковша при его обработке смесьюВвод графита в расплав увеличиваетчисло готовых центров кристаллизации приего затвердевании, что способствует повышению гомогенности структуры отливки,Указанные пределы содержания графита в смеси выбраны как оптимальные дляданных численных значений магния. Верхняя граница содержания графита в модификаторе (25) соответствует максимальномупределу магния, а нижний предел (15 ) -минимальному значению.Содержание графита в модификаторевыше 25 снижает прочностные характеристики чугуна.Обработка чугуна модификатором с содержанием графита менее 15;4 сопровождается большим пироэффектом, усвоениемагния при этом незначительно.Дополнительное введение в состав модифицирующей смеси пятиокиси ванадия,окиси титана и нитрида кальция способствует легированию его ванадием и титаном засчет протеканий металлотермической реакции.Атомы титана микролегируют чугун, повышая прочностные и эксплуатационныехарактеристики. Помимо этого титан является сильнейшим десульфуратором (десульфурируЮщее действие титана в чугунезначительно сильнее действия марганца).Из-за сильного сродства к сере и кислородутитан оказывает графитизирующее действие на чугун, что позволяет значительноуменьшить количество первичных, вторичных карбидов, измельчается структура чугуна и увеличивается количество феррита,Количество двуокиси титана подобрано так, что его содержание в чугуне составляет 0,1 - 0,35 ф. При содержании титана в чугуне менее 0,1 эффекта повышения служебных и физико-механических свойств не наблюдается, а при содержании титана в чугуне 0,5 графитизирующее действие титана полностью подавляетсяВанадий имеет большое средство к углероду и образует высокоустойчивый карбид С, который не входит в решетку цементита и, следовательно, не участвует в формировании цемента и ледебурита,Введение в состав смеси двуокиси титана сверх 15 мас.;, пятиокиси ванадия сверх 10 мас. нитрида кальция сверх 12 мас.Яухудшает прочностные характеристики сплава.Нижний предел двуокиси титана 8 мас.;, пятиокиси ванадия 6 мас., нитрида кальция 10 мас. применяется для более полного восстановления двуокиси титана нитридом кальция и влияния титана и ванадия на эффект микролегирования для получения необходимой структуры и повышенных прочнОстных характеристик.Избыточный кальций повышает термодинамическую активность углерода и увеличивает его растворение в железе, Являясь сильнейшим раскислителем и десульфуратором, кальций способствует зарождению графитовой фазы при первичной кристаллизации чугуна, так как образовавшийся нитрид кальция является центром кристаллизации при росте графита.Введение в модифицирующую смесь нитрида кальция сверх 15 мас.снижает прочность чугуна из-за большого содержания кальция сверх 0,085 в выплавляемом чугуне, введение нитрида кальция менее 8 является недостаточным для полного восстановления двуокиси титана и пятиокиси ванадия и не оказывает положительного влияния на зарождение графитовой фазы и на протекание более полного процесса десульфурации. Для определения оптимального состава модифицирующей смеси исследованы степень усвоения магния, содержание цемента в структуре чугуна, его механические свойства, износостойкость и жаростойкость. Испытание на износостойкость в агрессивных средах проводят на роликах диаметром 30 мм при Р = 75 кгс/мм и Ч = 0,624 см/с с угловой скоростью опережающего ролика 15,2 об/мин при комнатной температуре в парах смеси соляной и серной кислот ана. логичные условия работы конической пары прямозубых колес).1723177 Модифицирование чугуна проводится ".сендвич"-способом,. Расход предлагаемого и известного модификаторов одинаков и составляет 1,0 - 1,3 от массы жидкого металла. Составитель Н.КасторнойРедактор М.Петрова Техред М,Моргентал Корректор О,Ципле Заказ 1045 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Модифицирующие смеси подают в ковш в упакованном виде, Модифицирующие смеси изготавливают простым перемешиванием компонентов в лабораторных бегунах, Для изготовления смесей применяют порошок магния (ГОСТ 6001-51), ферросилиций ФС 75 (ГОСТ 1415-78), пятиокись ванадия, двуокись титана, нитрид кальция (ТУ 6-09-107-75) и измельченный графит электродного боя. Формула изобретения Модифицирующая смесь, содержащаямагний, графит и ферросилиций, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения 5 степени усвоения магния, механическихсвойств, износостойкости и жаростойкости чугуна, она дополнительно содержит нитрид кальция, пятиокись ванадия и окись титана при следующем соотношении 10 компонентов, мас.:Магний 12 - 18 Графит 15-25 Окись титана 8 - 10Пятиокись ванадия 6-815 Нитрид кальция 10-15Ферросилиций Остальное