Модификатор

О П И С А Н И Е п 11 872525ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических(51) М. Кл с присоединением заявки Мо Гасударственный комит света Министров ССС(23) ПриоритетОпубликовано 15,09.77, БюллетДата опубликования описания ь Л"о 34. Горенко, И, Г. Раздобарин, В, Л. Конопацкий и В. ф, Дуранди Институт проблем литья АН Украинской ССР(71) Заявите 54) МОДИфИКАТ моди- крем- содер- оотноР 3Наиболеческой сущявляетсяского состаХром близким к иности и досодификаторва, вес, %: обретению по техн игаемому результа следующего химич 25,0 - 30,0 26,0 - 32,0 21,0 - 27,0 арганецремний Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к ферросплавному производству и получению сплавов.Для получения отливок из чугуна с повышенными физико-механическими свойствами применяется внепечная обработка жидкого металла различными легирующе-модифицирующими сплавами, Известен сплав для обработки чугуна, содержащий следующие количества компонентов, вес, /о:Хром 35,0 - 45,0Кремний 20,0 - 28,0Марганец 5,0 - 15,0Кальций 0,1 - 5,0Железо Остальное 11Внепечная обработка жидкого металла этим сплавом позволяет получать отливки с повышенными физико-механическими свойствами. Однако при использовании известного состава невозможно получить в отливках с различными толщинами стенок равномерные прочностные свойства и однородную структуУглерод 1,3 - 2,1 Железо Остальное 21Обработка чугунов этими модификаторамидает положительные результаты при исполь зовании полученных чугунов для изготовления отливок с разницей в толщинах стенок не более 2,5 - 3,5 раз. При наличии в разностенных отливках стенок и перегородок толщиной меньше 10 мм в тонких сечениях возможно 10 появление трещин. В модификаторе приведенного состава содержание легирующих элементов (хрома, марганца) является оптимальным, однако количество модифицирующих элементов недостаточно.15 Целью изобретения является повышениемеханических свойств чугуна.Указанная цель достигается тем, чтофикатор, содержащий хром, марганец, ний, углерод и железо, дополнительно 20 жит барий и теллур при следующем сшепни компонентов, вес, %:Хром 30,0 - 55,0 Кремний 25,0 - 42,0 Марганец 0,01 - 5,0 25 Углерод 0,2 - 2,2Барий 0,001 - 6,0 Теллур 0,001 - 2,5 5 Келезо ОстальноеПределы по содержанию хрома в сплаве ЗО 30,0 - 55,0 выбраны по следующим сообра572525 5 10 15 Таблица 1 Химический состав, вес, % Те Ва Сплав Мп Остальное 1,42 2,18 2,03 0,96 30,4 2,1 4,2 2,6 26,4 26,9 41,3 28,3 27,3 30,9 36,4 51,7 1 11 1 П 1 Ч4,6 0,8 5,8 2,3 1,1 0,8 50 3жениям. Хром в чугуне является перлитообразующим элементом и в сочетании.с графитизирующими и модифицирующими элементами позволяет значительно улучшить микроструктуру и повысить физико-механические свойства металла. Нижний предел по содержанию хрома (30,0%) требуется в сплаве, идущем для изготовления тонкостенных чугунных отливок, а верхний (55,0%) - при изготовлении толстостенных отливок большого веса. При содержании в сплаве хрома меньше 30,0% его действие на свойства чугуна уменьшается, а при содержании хрома больше 55,0% появляется структурно свободный цементит,Кремний введен в состав сплава с целью частичной нейтрализации карбидообразующего и графитизирующего его действия на чугун. Нижний предел по содержанию кремния (25,0%) в модификаторе следует применять в случае, когда содержание хрома в нем находится на нижнем пределе и когда содержание углерода в обрабатываемом исходном чугуне находится на верхнем пределе. При содержании кремния в модификаторе меньше 25,0% его действие на чугун малоэффективно. Верхний предел по кремнию (42,0%) используется в случае, когда содержание хрома в модификаторе находится на верхнем пределе и когда в обрабатываемом чугуне низкое содержание углерода,При повышении верхнего предела по кремнию растет величина графитовых включений и снижаются физико-механические свойства обрабатываемого чугуна.Введение в состав сплава марганца вызвано необходимостью снижения температуры плавления сплава, повышения его усвоения с целью улучшения микроструктуры и свойств обрабатываемых чугунов. При содержании марганца в сплаве меньше 0,01% свойства обрабатываемого чугуна не улучшаются. Положительное действие проявляется при содержании марганца в сплаве до 5,0%, При содержании больше 5,0% наблюдается незначительное повышение упругопластических и прочностных свойств обрабатываемых чугунов. Для обработки использовали исходный чугун состава, вес. %: 3,21 углерода; 1,57 кремния; 0,73 марганца; 0,06 серы; 0,11 фосфора; железо - остальное. Чугун плавился в печи МПП. После введения в порцию металла 20 25 30 35 40 45 Содержание углерода в модификаторе по нижнему пределу (0,2%) определяется условиями выплавки в промышленных печах и составом шихтовых материалов, а содержание по верхнему пределу (2,2%) необходимо для уменьшения температуры плавления сплава с целью лучшего усвоения его чугуном.Дополнительное введение в состав модификатора теллура и бария необходимо для повышения квазиизотропности чугуна в тонких и толстых сечениях отливок, улучшения микроструктуры, увеличения дисперсности перлита и повышения физико-механических свойств металла. Теллур в чугуне способствует повышению дисперсности первичной микроструктуры и приводит к значительному увеличению прочностных свойств, особенно в толстых сечениях отливок. При изготовлении тонкостенных отливок и содержании других легирующих и модифицирующих элементов количество теллура в сплаве может составлять 0,001%. При меньшем его содержании свойства обрабатываемого чугуна не изменяются. В случае изготовления толстостенных отливок содержание теллура должно находиться на верхнем пределе (2,5%). При содержании его больше 2,5% возможно образование структурно свободного цементита.Присутствие в сплаве бария необходимо для повышения модифицирующего действия сплава с целью уменьшения карбидообразующей способности хрома и теллура. Барий как модификатор действует .сильнее кремния. Кроме того, его действие благоприятно сказывается на уменьшении квазиизотропности чугуна, на повышении упруго-пластических и прочностных свойств обрабатываемых чугунов. При содержании бария в сплаве меньше 0,001% его действие как модификатора недостаточно, а при содержании его больше 6,0% дальнейшее повышение свойств не наблюдается.Было выплавлено четыре сплава, химический состав которых представлен в табл. 1, 1 - известный модификатор 21,0,8% присадки были отлиты опытные образ. цы диаметром 30 мм и длиной 300 мм. Всего было отлито пять видов образцов: один из исходного чугуна и четыре с использованием присадок. Физико-механические свойства чуПредел прочности на изгиб, кг/мьер Предел прочности кг/мм 2 Чугун Исходный1 П 111 187 200 209 212 220 44,2 - 45,4 46,3 - 48,4 50,4 - 53,2 49,8 - 52,7 53,6 - 54,3 18,3 - 20,1 20,9 - 21,8 23,7 - 24,6 23,1 - 24,2 23,8 - 25,4 3,0 3,0 3,1 3,0 2,9 Формула изобретения Составитель Г, Дудик Редактор Е. Хорина Техред И. Михайлова Корректор Л. Котова Заказ 2097/14 Р 1 зд.727 Тираж 778 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская иабд. 4/5Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 гуна, исходного и обработанного различными присадками, представлены в табл, 2.Металлографические исследования показали, что обработка всеми присадками позволяет получить перлитную металлическую матрицу. Кроме того, если при обработке чугуна При использовании для обработки чугуна известного модификатора содержание газов в чугуне не изменяется или повышается на 4 - 8%, при использовании предлагаемого модификатора оно снижается на 25 - 40%.Содержание серы в чугуне, обработанном модификаторами 11, 111 и 1 Ч, снижается на 30 - 40% и составляет 0,03 - 0,04%. Модификатор, содержащий хром, марганец, кремний, углерод и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения механических свойств чугуна, он дополнительно содержит сплавом-прототипом наблюдается незначителы 1 ое изменение формы и размеров графитовых включений, то при использовании состава 11, 111 и 1 У наблюдается уменьшение размеров графитовых включений, что приводит к повышению механических свойств чугуна. барий и теллур при следующем соотношениикомпонентов, вес. %;Хром 30,0 - 55,010 Марганец 0,01 - 5,0Кремний 25,0 - 42,0Углерод 0,2 - 2,2Барий 0,001 - 6,0Теллур 0,001 - 2,515 Железо ОстальноеИсточники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР404888,кл. С 22 С 35/00, 1971.20 2. Авторское свидетельство СССР360391,кл, С 22 С 37/06, 1972.