Модификатор

ОП НИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл С 22 С 36/О с ттрисоедине еМ заявки Гасуаорственный квинтет Совете Министров СССР но делам изобретений н открытий(23) Приорите (43) Опублико (45) Дата опу ано 06.08,77 Бюллетень 29 ликования описания 12.09.77. Ф. Барбакадзе и В, Л. Лмнрнди Грузинский ордена Ленина н ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В, И, Ленина(54) МОДИфИКЛТО Изобретение относится к об й ного производства, в частност роваиито чугуна магнием для откицвНаиболее распространенным для получения чугуна изложницявляется модификатор, содержащий 0,4-;О,Й% металлического маг ния и О,Б-;0,8% 75%ного ферросилиция от веса жидкого металла 11.Известен также модификатор,о состав которого входят, %; 0,25;0,30 металлического магния марки МГилп М 1-2, 0,6- 0,7 75%-ного ферросилиция 0,20-0,25 . криолита (М аеА Юв). Проценты всех компонентов взяты из расчета на тонну жидкого чугуна .121.Однако такой модификатор для обработки жидкого чугуна не обеспечивает в толстостенных отливках получение желаемой, структуры, В частности, не обеспечивается получение в стенках изложниц трехзопной . структуры чугуна по форме графитных вкхпачений, которая необходима для получения , изпожниц в литом состояния с минимальнымнлитейными и теомичес)гимн напряжениями,Это связано с тем, что модификаторы содержат ферросилиций в большом количестве,чем нарушается соотношение присаживаемого магния и кремния в жидком чугуне,Известно, что кремний повышает скоростьроста графптных включений, увеличиваетокончательный их размер и при увеличенномколичестве его содержания в магниевомчугуне нарушает правильную форму графитных вкпочений и способствует образованитокрабовидного и квазипластинчатого графитапчти по всей толщине толстостенных отли 5 Цель изобретения состоит в, разработкетакого состава модификатора для обработкичугуна в ковше, который обеспечил бы получение трехзоньой по форме графита структуры чугуна изложницы винтом состоянии й и уменьшение лптеиных и термическихнапэяженнй являющихся одним из основныхфакторов повьппения стойкости изложниц изтугуна, обработанного магнием без применения отжига.Поставленная цель достигается тем, что567766 Кинетику образования трехзонной;структуры предложенным составом модификатора можно обьяснить следующим; 30-407 о магния,входящего в состав модификатора, обе печивает получение щаровидной формы графита в поверхностных слоях стенки изложницы, толщина которой колеблется от 90 до 200 мм, Поверхностные слои имеют более повышенную скорость кристаллизации так как тепло 40 . от .п.х моментально аккумулируется в фор-му и в стержень. Затем скорость кристалллизации значительно падает, и сплав начинает кристаллизоваться в интерва е температур. При замедленной кристаллизации часть маг ния начинает ликвировать в центральной, частистенки, часть всплывает в верхние части отливки и незначительная часть, соединяясь с кремнием, образует соединения МЙТаким образоь. оставшегося свободного 50магния в расплаве недостаточно для образования всего графита шаровидной формы, ибольшое количество графита кристаллизуется в хлопьевидной форме, В средней частиотливки свободный магний в расплаве еще 55больше уменьшается из-за соединения .магния с кремнием и с серой, которыми ещебольше обогащены центральные части отливки в виду, того, что эти элементы имекесклонность к ликвации., Указанного коли зв предлагаемом модификаторе компоненты взяты в следующем соотношении, вес.%: Магний30-40ферросилиций СИ38-45Криолит Остальное5В результате процесса обработки жидко го чугуна предложенным модификатором достигае-.ся трехзонная структура по форме графита на феррито перлитной металлической основе по сечению стенки изложниц, При атом форма графитных включений следующая; на поверхностных слоях стенки изложницы форма графита шаровидная, в последующих слоях форма графита переходная - от шаровидной до хлопьевидной, в середине стенки форма графита карбовиднаяи грубопластин-, чатая, Соответственно основные характеристики стойкости материала изложницы - механические свойства и модуль упругости- тоже разные по толщине стенки.20Для определения качества были испытаны несколько вариантов состава модификатора. Из изложниц, отлитых из обработанного атими модификаторами чугуна, были вырезаны керновые пробы по толщине стенок и подвергнуты . металлографическому исследованию, а изложницыю . были пущены в эксплуатацию в мартеновском цехе РУставскЪго метзавода.Состав .модификатора и результаты опытов приведены в табл. 30 четва криолита вполне достаточно для коагуляции и удаления сернистых соединенийиз расплава в верхних частях отливки.При меньщем содержании магния в сос-.таве модификатора графит получается хлопьевидным в наружных слоях стенки изложниц,А при увеличении количества магния образуются шаровидные формы графита даже вцентральных частях отливки,При меньшем содержании кремния не обес-печивается получение феррито-перлитной металлической основы. А увеличение его количества влияет на форму графита отрицательно даже при повышенном количестве магния,Возникновение неправильной формы графита в виде крабов при повышенном содержании кремния объясняют тем, что после начала роста сферолитов в расплаве начинает крис-таллизоваться ледебурит, при этом цементитные пластинкимогут наталкиваться нарастущие сферолиты. В дополнение к этомупроисходит распад ледебурите на графит, который ускоряется благодаря наличию избыточьного кремния. Сферолиты окружены, такимобразом, пластинками, которые могут оазветвляться. Разрезы по таким разветвлениямвыявляются в микроструктуре в.форме крабов.Введение криолита в количесгве меньшем,чем предложенное, не обеспечивает удалениеполностью сульфидиых соединений, а большее количество ухудшает форму шаровидных графитных включений.Трехэонной структурой достигается уменьшение литейных и термических напряжений визложницах, механизм которого в упрощенномвиде можно представить следующим образом;при заливке. стали в изложницах возникаюгтермические напряжения, вызывающие образование трещин в стенках изложниц и их выход из строя.В первые минуты после заливки сталина внутренней поверхности возникают сжимающие, а на наружной - растягивающиенапряжения.Эти напряжения вблизи нейтральной линиипо сечению стенки незначительны, Внутренние поверхностные слои изложниц,подвергаемые действию высоких сжимающйх напряжений, а также взаимодействуя с газами и сзалитой сталью, поражаются сеткой разгара. При пластинчатой форме графита сеткаразгара проникает на глубину 5 Омм,а при щаровидной форме - только на глубину 15-20 мм. Поэтому структру высокопрочного чугуна должны иметь только поверхностные слои стенки изложницы; снаружидля сопротивлеипя растягивающим усилиями изнутри - для сопротивления коррозий,эрозий и действию механических нагрузок;;редний слой с низким модулем упругости, воспринимая на себятемператур ные нагрузки, снижает температурные напряжения, возникающие в поверхностных слоях изложниц. Хлопье- Крабо 25 30 Остальное ХлопьеПродольные 8трещины видная,80%видная+квазивидная40%,КрабоШаро- видная пластинчатая видная 60% 20% 1 Сетка раз 35 40 Остальное ШаровидХпопье- Хпопьегара видная видная,ная Шаровид- +грубоная пластинчатая 45 50 Остальное ШаровидШ Шаровидная вид- наФ ная хлопье 7 Коробление видная 40Ф ормула изобретения Составитель А. КондратьевРедактор Е, Братчикова Техред 3. фанта Корректор С, Шекмар Заказ 2695/20 Тираж 766 ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изМтений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Ф пиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Толщина этих слоев зависит от толщины стенки изложниц,Средний слой чугуна должен иметь низкий модуль упругости, т,е, он должен быть пронизан большим количеством крупных включений графита смешанной формы - хлопьевидной и трубопластинчатой. МеталличесМ одификатор для обработки чугуна, содержащий магний, ферросилиций и криолит, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения стойкости изложниц без применения отжига за счет получейия трех 1зонной по форме графита структуры чугуна в толщине стенки, компоненты взяты в следующем соотношении, вес.%;Э кая основа чугуна должна быть ферритной,допускается до 10% перлнта,Магний 30-40Ферросилиций7 5%-ный 35-45Криолит Остальное " Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1. Писаренко Г, Афилиппов А. Е. Отливки металлургического оборудования, Мф.Метаппургьиф, 1860 г стр. 88-89,2. Журишь"51 ечсоеы 51 ч 1 чехЛ 1972 г М 9 стр. 371.