Комплексный модификатор

(5)5 С 22 С 35/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН гии вы- фиитк нию 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 519489, кл. С 22 С 35/00, 1976.(57) Изобретение относится к металлурсплавов, в частности к технике получениясокопрочного чугуна с шаровидным гратом, Использование изобретения приводснижению расхода лигатуры, повышестепени усвоения магния расплавом, про Изобретение относится к металлургии сплавов, в частности к технике получения высокопрочногб чугуна с шаровидным графитом.Известен модификатор, служащий для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом путем ковшевой обработки жидкого металла и имеющий химический состав, мас,%:Кремний 5 - 55Кальций 10 - 40 Магний0 - 5Никель 0 -Редкоземельныеметаллы (РЗМ) 0 - 20Железо 4 - 60Однако данный модификатор не может применяться для чугунов с низкой температурой перегрева (например, при ваграночной плавке) вследствие плохого растворения большого количества кальция. Малое содержание магния не обеспечивает стабильности модифицирования при повышенном стабилизации перлитной структуры чулитом состоянии, Предлагаемый мокатор содержит, мас.%: кремний ; кальций 3 - 8; магний 4 - 9; медь 27-50;3,5 - 10; алюминий 1 - 3, железо остальодификатор используется при ковшеодифицировании без пригружения, Он ечивает легирование чугуна 0,4 - 0,7% ,005-0,02% А 1, что позволяет получать тный чугун высоких марок без термий обработки. Исключается также отбел в тонкостенных отливках (диаметром ), получаемых в сухих песчано-глиниормах, 1 табл. сти и гуна в дифи 18-32 РЗМ ное. М вом м обесп СциО перли ческо чугуна 10 мм стцх ф содержании серы в чугуне. Недостатками модификатора являются также малая его плотность, приводящая к всплыванию модификатора при ковшевом модифицировании и к значительному усилению пироэффекта, а также дефицитность и высокая стоимость входящего в его состав никеля.Из известных модификаторов для высокопрочного чугуна по составу ингредиентов наиболее близок к предлагаемому модификатор, который содержит компоненты в следующих количествах, мас,%;Кремний 40-55 Кальций 4 - 10Магний 5 - 8Медь 0,15-25 РЗМ 1-3Железо ОстальноеИспользование этого модификатора при ковшевой обработке чугуна связано с необходимостью его пригружения (например, чугунной решеткой) вследствие недостаточно высокой плотности. Недостаткомявляется также повышенный расход модификатора (2,2 - 2,5; от массы жидкого чугуна).Другой недостаток состоит в том, чтоэтот модификатор не обеспечивает гарантированное получение в литом состоянии (т.е.без термической обработки) перлитного чугуна высоких марок.Целью изобретения является снижениерасхода лигатуры, повышение степени усвоения магния расплавом, прочности и стабилизации перлитной структуры чугуна влитом состоянии,Указанная цсл ь достигается тем, что модификатор (лигатура), содержащий кремний,кальций, магний, медь, РЗМ и железо, дополнительно содеркит алюминий при следующем соотношении компонентов, мас, О:Кремний 18 - 32Кальций 3 - 8Магний 4 - 9Медь 27-50РЗМ 3,5 - 10Алюминий 1 - 3Железо ОстальноеПо сравнени.о с прототипом в составемодификагора уменьшено содержаниекремния и увеличены содержания меди иРЗМ, Это обеспечиваег повышение плотности лигатуры в 2 - 2,5 раза, исключает необх димость пригружения лигатуры приковшевой обработке чугуна и обеспечиваетповышение степени усвоения магния расплавом чугуна,При содержании кремния в модификаторе менее 18 О, усиливается склонность чугуна к отбелу, что вызывает необходимостьпроведения термической обработки тонкостенных отливок, Содержание кремния более 32 Д существенно сказывается вуменьшении плотности лигатуры и в снижении стабильности получения перлитного чугуна высоких марок.Кальций в составе модификатора играетроль десульфуратора и раскислителя чугуна.При содержании в лигатуре менее 3 кальция эта роль выполняется лишь частично,что приводит к повышенному расходу магния и РЗМ. Содержание кальция в лигатуреболее 8 О не усиливает положительный эффект модифицирования, но заметно ухудшает растворение модификатора в чугуне,Содержание магния в лигатуре рекомендуется в количестве 4-9 О, что обеспечивает остаточное содержание магния вмодифицированном чугуне в количестве0,02 - 0,057 О, достаточном (совместно с остаточным содержанием РЗМ) для полной сфероидизации графита в чугуне. Присодержании в модификаторе менее 4 магния остаточное его количес-во в чугуне не5 10 152530 50 55 щее действие при формировании графитных включений, что проявляется в снижении свойств чугуна.П р и м е р, Плавки лигатуры проводили в индукционной печи ИСТ,06 в графитовом тигле, В качестве исходных материалов использовали силикокальций СКЗО, отходы электротехнической меди, лигатуры типа "СЦЕМИШ", "СИИТМИШ" и "ММГ, а также чушковый магний Мг 95 и алюминий, Для наведения защитного шлака использовали обеспечивает полную сфероидизацию графита, что проявляется в пониженной прочностичугуна. При содержании в лигатуре более 9 О усвоение магния чугуном резко ухудшаетсяпри одновременном усилении пироэффекта в процессе модифицирования,Содержание меди в лигатуре в количестве 27-50% обеспечивает ее высокую плотность и легирование чугуна медью (0,4 - 0,7 Я, достаточное для перлитизации структуры и получения чугуна высоких марок, При содержании меди менее 27 О плотность лигатуры оказывается недостаточной и часть ее при модифицировании всплывает, усиливая пироэффект и снижая степень усвоения ее компонентов чугуном, Увеличение содержания меди в лигатуре более 50 О, не оказывает существенного влияния на процесс модифицирования, но удорожает лигатуру,Содержание РЗМ в лигатуре рекомендуется в количестве 3,5 - 1 Ооо, что обеспечивает остаточное содержание РЗМ в чугуне от 0,03 до 0,08. Такое количество РЗМзаметно повышает плотность лигатуры и стабил ьность результатов модифицирования. При содержании в лигатуре менее 3,5 О РЗМ не всегда обеспечивается ремодицифицирующий эффект, нейтрализующий десфероидизирующее действие меди иалюминия, что проявляется в получениизначительного количества вермикулярного графита в структуре чугуна и снижении его свойств, Содержание РЗМ более 10;(, нецелесообразно, так как при этом значительно возрастает стоимость лигатуры без заметного повышения эффективностиее действия,Содержание в лигатуре 1 - 3 оь алюминияобеспечивает его усвоение чугуном в количестве 0,005-0,002 ОД, что проявляется в значительном усилении графитизирующегоэффекта модифицирования и исключает отбел даже в тонкостенных отливках. При содержании в лигатуре менее 1; модифицированный чугун более склонен к отбелу, что особенно проявляется в тонкостенных отливках, При содержании более 3; алюминий оказывает значительное десфероидизирую1745127 готовки диаметром 10 мм, Результаты испы Кремний 18 - 32таний и анализов также приведены в Кальций 3 - 8.таблице. Здесь же указана и степень усвое- Магний 4 - 9ния чугуном магния, рассчитанная по егоМедь 27-50остаточному содержанию РЗМ 3,5 - 10Видно, что наиболее высокая степень 35 Алюминий 1-3усвоения магния достигается при заявлен- . Железо Остальное Сплав Содеркание элементов в лигатуре, нас,ь Характеристики модифицированного,чугуна роэффект д 2 2 НВ, ,"2 ВССа бв, НПаЕтРмаСтруктураграфитаматрицы Сч РЭ 11 1,8 0,03 1,2 0,04 1,0 0,04 30 0,05 2,3 0,05 4,5 0,02 0,4 0,04 5;4 27 6,7 50 9,0 46 6,8 41 3,6 56 5,9 26 3,5 5,6 н Перлит унеремнья 1 пироэффект с хорошим усвоением" Педебуритный отбизолированные ув 1 ферритная струкдиаметром 1 О мн мечание оенидел в васткиура сструкт магния чугуномде сетки в отливках дианетром 1 О мм; вледебурмтат эвтектического и вторичногоебольаими участками перпита в отливкахра перлитна-Ферритная (типа "бычьего гла ой 30 ннтлиекак тоементита.толщиной 30аа 1. нн 1 я отлив Составитель Г.Сильм Техред М,Моргентал ТЯалий Редактор С.Лисина кт Заказ 2205 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 плавиковый шпат, После расплавления компонентов шихты (за исключением магния) наводили основной шлак и под его слой медленно вводили нагретые полосы магния, вырезанные из чушек. Расплавленную лигатуру разливали в открытый кокиль, получая тонкий лист, который затем дробили до фракций размером 3 - 25 мм.Составы выплавленных лигатур приведены в таблице.Чугун, содержащий до модифицирования следующие компоненты, мас.: С 3,2- 3,5; Я 3 1,9 - 2,2; Мй 0,6 - 0,8; сэ 0,04. - 0,06; Р 0,05 - 0,07; выплавляли в основной индукционной печи ИСТ.06, Модифицирование проводили в ковше емкостью 50 кг, Дробленную лигатуру в количестве 1,5 от массы чугуна насыпали на дно ковша в смеси с плавиковым шпатом (0.3), Лигатуру-прототип вводили в количестве 2,207(э и пригружали в ковше предварительно отлитой чугунной решеткой.Из модифицированного чугуна отливали технологические клиновые пробы толщиной 30 мм, из которых вырезали стандартные образцы для механических испытаний и образцы для металлографического анализа. Для оценки влияния, толщины стенки отливки отливали также круглые заном Составе лигатуры (сплавы 1 - 5), а такжепри использовании модифицирующегосплава (лигатуры) 7. Лигатура предлагаемого состава обеспечивает полную сферо 5 идизацию графита и перлитизациюматрицы чугуна и исключает появление отбеленных участков. В этом случае обеспечивается получение чугуна марок ВЧ 70 ивыше ( об = 740 - 880 МПа при относитель 10. ном удлинении д= 3 - 8), Модифицированиесопровождается умеренным пироэффектом ихорошим усвоением лигатуры,При выходе состава лигатуры за заявляемые пределы существенно снижаются15 свойства чугуна и ухудшаются условия модифицирования, Значительно худшие результа. ты дает и использование лигатуры-прототипа,Формула из о 6 рете ни я 20 Комплексный модификатор для чугуна,содержащий кремний, кальций, магний, медь, РМЗ и железо, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью снижения расхода модификатора, повышения степени усвоения маг ния расплавом, прочности и стабилизацииперлитной структуры чугуна в литом состоянии, он дополнительно содержит алюминий при следующем соотношении компонентов, мас, 71: