Модификатор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез Сфветскик Социалистических Республик(5)М. Кл. С 22 С 35/00 Государстаеммый комитет СССР мо делам изобретеиий и открытий(71) ЗаяВИтЕЛН Институт проблем литья АН УССР и Киевский заводим, Лепсе(54) МОДИФИКАТОР 10 Изобретение относится к сбласти литейного производства, в частности, к вопросу модифицирования чугуна комплексными сплавами.Известен модификатор 1,для чу гуна следующего состава, вес,Ъ:Хром 20,0 - 60,0Кремний 15,0 - 35,0Редкоземельные металлы О, 001 - 1,4Иттрий 0,001 - 4, 5Стронций О, О 01 - 3, 5Углерод О, 3 - 2, 5Железо Остальное 15Недостатком данного модификатора является то, что при изготовлении чугунных отливок с использованием в качестве литейных форм металлических кокилей в микроструктуре чугуна 20 наблюдается наличие структурносвободного цементита, что не допускается для отливок, работающих на износ, например, гильз двигателей.Цель изобретения - разработка сос тава модификатора для чугуна, обеспечивающего снижение температуры его плавления и улучшение усвоения чугуном, повышение прочностных и антифрикционных свойств чугуна, 30 Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый модификатор дополнительносодержит барий, алюминий и кальций при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:Хром 3,0-10,5Кремний 45-65,5РЗМ цериевойи иттриевой групп 0,01-2,5Стронций 0,01-2,0Барий 0,01-3,0Алюминий 0,2-5,5Кальций 0,1-5,0Углерод 0,3-4, 2Железо ОстальноеНаличие в модификаторе бария повышает его модифицирующее действие и значительно уменьшает склонность чугуна к получению в микроструктуре структурносвободного цементита, Оптимальным содержанием бария является 0,01-3,0. Увеличение содержания бария больше 3,0 приводит к появлению ферритных сторочек вокруг графитовых включений и снижению прочностных свойств чугуна.Алюминий способствует уменьшению температуры плавления сплава и повышению степени его усвоения. Кроме того, он является сильным модифици697587 Т а б л и ц а 1 модификаторов, вес. Ч 11 ЧХ 11 3,0 6,54 9,28 65,5 58,3 50,4 22,6 48,3 8,12 34,5 17,4 69,3 10,5 11,4 45,0 38,6 ром емни ЗМ цериевойли иттриевойрупп 1,47 0,6 0,3 2,0 16 О, 01 0,84 1,8 13 1,14 2,0 0,3,8 4,0,8 елеэ ос т ост ст ост . ос ост. Температураплавления, С 5 1375 12951320 1307- 1315- 1318" 1325- 136 1330 1335 1330 1345 137 Степень у воения,1-78 81-85 80-85 82-86 82-87 80-86 75-8 2" Составы с обозначением 1 и 11 соответствуютсплаву-прототипу. Сплав 111 содержит посравнению с предлагаемым составом модификатора больше кремния, а сплав Ч 111 меньшекремния и больше хрома, Сплавы с обозначением Ч-Ч 11 соответствуют составу предлагаемого модификатора и содержат различное количество входящих в йего элементов. римеча рующим элементом. При содержании в модификаторе меньше 0,2 алюминия он практически не влияет на температуру плавления и степень усвоения сплава чугуном, а при увеличении его количества больше 5,5 в чугуне начинают появляться окисные пленки, приодящие к снижению прочностных свойств металла.,Ввод в состав модификатора кальция способствует повышению числа 10 центров зарождения графитовых включений в жидком чугуне. При содержании кальция в количестве меньшем 0,1 его влияние на микроструктуру и свойства чугуна оказывается незна. чительным, а при увеличении его соИсследования показали, что предлагаемый,модификатор имеет болеенизкую температуру плавления и большую степень усвоения жидким чугуном,Для исследования влияния сплавов,представленных в табл. 1, на изменение свойств чугуна использовали исходный чугун, выплавленный в печи ОДСП,5. Химический состав исходного чугуна следующий, вес,: углерод3,56; кремний 1,38; марганец 0,86;.хром 0,111 никель 0,07 р сера 0,04и фосфор 0,09,держания больше 5,0 в микроструктуре чугуна появляется повышенное коли чество неметаллических включений и уменьшаются прочностные свойства металла.П р и м е р . Для выплавки сплавов, соответствукщих по химическому составу сплаву-прототипу и модификатору предлагаемого состава использовали ферросилиций, ферросиликохром, силикокальций, мишметалл, алюминий и сплавы, содержащие стронций и барий. Выплавку сплавов проводили в индукционной печи МГП,Химический состав и свойства исследуемых сплавов приведены в табл. 1. После рвали до 14в печи и п1420 оС вылв которыйиз сплавои очисткли в форьнцами. сположения чугун перегре + 15 С, выдерживали и охлаждении металла до вали его порциями в ковш, присаживали 1,2 одногоПосле перемешиванияшлака чугун залив ас опытными образИзменение свойств чугуна при оработке его исследуемыми модификарами приведено в табл. 2.697587 Таблица 2 йства чугу Составы Предел прочности при растя,3- 21,6- 21,7- 22 женин кгс/мм 21,8 22,3 . 22,5 23 9- 23,1- 23 7 24,2 24 2,63,2 Предел текучести, кгс/мм 2 15,6 7,3 16,8 .1 3 3 Модуль упругти, кгс/мм 2 27002800 Твердость,0 1 ичина отбена клине,мм 2 1,1 0 45 мула изобретени Составитель Т. Платицина Колесникова Техред О.Андрейко Корректор Е,ПаРедак Заказ Тираж 727 ПодписноеГосударственного комитета СССРделам изобретений и открытийосква, у, Раушская наб д. 4/5 6544/8 ЦНИИ п 113035лиал ППП фПатент г. Ужгород, ул. Проект Стрела прогиба,мм 2,9- 2,9- 33,0 3,1 Из данных таблиц видно,что испольование для влепечной обработки исходного чугуна модиФикатора предлагаемого состава,по сравнению с сплавом-прототипом, позволяет повысить предел 3 прочности при растяжении с 21,3-22,3 до 22,7 - 24.5 гкгс/ммд, предел текучести с 15,6 до 16,8 - 17,3 кгс/мм увеличить величину стрелы прогиба с 2,9-3,1 до 3,2-3,4 мм, увеличить 4 модуль упругости с 12700-12800 до 12950-13450 кгс/мм, повысить твердость с 180-190 до 190-217 кгс/мм, ,увеличить на 6-34 относительную износостойкость, уменьшить с 2,6 до 0,5 - 0,6 мм величину отбела на клине и получить более мелкодисперсную микроструктуру металлической матрицы и меньшую длину граФитовых включений. 5 одиФикатор, содержащий хром,ний, редкоземельные металлы це 2950-13000- 13100- 13200- 130003100 13250 13400 134500 13100 риевой и иттриевой групп, стронций, углерод и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения температуры плавления, улучшения усвоения чугуном и повыаения прочностных и антифрикционных свойств чугуна, он дополнительно содержит барий, алюминий и кальций при следующем соотношении компонентов, вес,%:Хром 3,0-10,5Кремний 45-65,6Редкоземельныеметаллы цериевой и иттриевойгрупп 0,01-2,5Стронций О, 01-2,0Барий 0 01-3,0Алюминий 0,2-5,5Кальций 0,1-5,0Углерод О, 3-4,2Железо ОстальноеИсточники инФормациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 487155, кл. С 22 С 35/00.