Способ получения железоуглеродистых сплавов

Союз СоаетсиикСоциалистическиаРеспублии ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1188971 4по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Белорусский ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт и Институт проб 4 м-литьяАН Украинской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ )(ЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХСПЛАВОВ Изобретение относится к литейномупроизводству и может быть использовано для получения отливок из высокопроцного чугуна с применением в шихтеметаллизованных окатышей,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эффекту является способ плавки вэлектрицеских печах металлизованныхокатышей, заключающийся в загрузке впечь окатышей, углеродсодержащей добавки, возврата собственного производства, нагреве, расплавлении, доводке чугуна по химическому составу,модифицировании сфероидизирующейч15присадкои, вторичном модифицировании,разливке сплава в формы 11.Однако чугун, выплавленный даннымспособом, имеет недостаточно высокиепоказатели ударной вязкости в диапазоне температур от,+ 20 до -60 С. Цель изобретения - повышение ударной вязкости высокопроцного чугуна с шаровидным графитом, выплавленногоиз металлизованных окатышей.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу, включающему расплавление шихты, доводку металла похимсоставу, модифицирование сфероидизирующей присадкой и повторное модифицирование 75-ным ферросилицием,расчетное количество углерода вводятв сплав в два приема: 90-921 углеродав составе шихты, а оставшееся количество в смеси со сфероидизирующейприсадкой перед разливкой чугуна.В качестве сфероидизирующей присадки может быть использован магнийили различные магнийсодержащие комплексные модификаторы. Предлагаемыйспособ позволяет повысить ударнуювязкость высокопроцного чугуна с шаровидным графитом, выплавленного изметаллизованных окатышей,Повышение ударной вязкости чугунадостигается за счет усиления ферритизирующего эффекта в процессе затвер3 88971 девания и охлаждения чугуна, а также в связи с уменьшением микрогетерогенности сплава по кремнию, Усиления ферритизирующего эффекта можно достигать путем ввода значительного ко 5 личества кремния в чугун непосредственно перед разливкой последнего в формы. Однако при этом, несмотря на полную ферритизацию металлической основы, ударная вязкость полученного чугуна с шаровидным графитом невысока. Это является следствием неравномерного распределения кремния по объему сплава и наличия неметаллических включений. Ввод кремния в сплав вместе с металлозавалкой позволяет существенно устранить неравномерность его распределения, но ослабляет ферритизирующий эффект, и для получения ферритной.металлической основы в данном случае необходимо проводить вторичное модифицирование чугуна 0,6-0,93 ферросилиция или кристаллического кремния. Чугун, выплавленный таким способом, имеет по сравнению с полученным по известному способу более высокие показатели ударной вязкости.Таким образом, одним из условий повышения ударной вязкости чугуна,3,0-3,3 1,9-3,0(при 20 С в литом СОСТОЯНИИ) Способ получения высокопроцного чугуна Колицество углерода, вводимогов чугун в составе шихты,Количество углерода, вводимого в чугун совместно со сфероидизирующей присадкой,16,0 100 ИзвестныйПредлагаемый 16,2 17,8 18,0 17,0 95 92 90 88 12 1 ф исходя из степени усвоения углерода.Количество усвоившегося углерода при вводе его совместно со сфероидизирующей присадкой даже при добавках свыше 10 расчетного не превышает 0,3 5 от веса чугуна, В связи с этим приувеличении добавки углерода, вводимой совместно со сфероидизатором, свыше 10 0 в структуре металлической Как видно из таблицы, ввод расчетного количества углерода в два приема повышает ударную вязкость чугуна. Нижний предел количества углерода, .вводимого в чугун совместно со сфероидизирующей присадкой, определяется4эффективностью влияния его на ферритизацию металлической основы и составляет 8, а верхний предел выбран,4имеющего ферритную металлическую основу, является уменьшение доли кремния, вводимого в сплав непосредственно перед разливкой, Данное условие соблюдается в случае ввода расчетного количества углерода в чугун в два приема. Это усиливает ферритизирующий эффект, позволяет уменьшить расход кремния при вторичном модифицировании и повышает ударную вязкость выплавляемого чугуна, Сплав имеет следующий химический состав, вес.Ф: Показатели ударной вязкости высокопрочного цугуна с шаровидным графитом, полученного различными способами, представлены в таблице,Формула изобретения Составитель А. КондратьевРедактор М. Митровка Техред З,фечо Корректор Г, Назарова е еж шжеежж шшеВ жж е еТираж 621 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 10900/М 5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,5 8897 основы появляется перлит и соответственно несколько снижается ударная вязкость чугуна.П р и м е р. Чугун может выплавляться как в дуговой, так и в индукционной электрической печи. В конкретном случае плавка осуществляетсяв тигельной индукционной печи. В качестве шихтовых материалов используют металлизованные окатыши с раз личным содержанием углерода (0,01-5,0), возврат собственного производства, карбюризатором служит электродный бой (в качестве карбюризатора могут быть использованы и другие углеродсодержащие материалы), Расчетное количество углерода состоит из , углерода, переходящего в металл из металлизованных окатышей и возврата собственного производства, углерода, вводимого в шихту в виде электродногобоя, и углерода, который, дают в ковш , в смеси со сфероидизирующей присадкой. Степень усвоения углерода из окатышей и электродного боя находится в пределах 78-853. Количество углерода, вводимого в шихту, а также в смеси со сфероидизирующей присадкой изменяется в пределах 88-953 и 5-123 соответственно. Кремний дают в расплав в виде Ферросилиция ФС 45.После расплавления шихты и перегрева чугуна до 1120- 1520 С сплав выпускают в разливочный ковш, на дно которого помещается сфероидизирую 33 щая присадка в смеси с порошком черного графита (возможно использование и других углеродсодержащих материалов при условии, что фракция их составляет 0-0,3 мм). Смесь лигатуры и черного графита накрывается сталь 11 6ным листом. Перед разливкой в формыпроводится вторичное модифицированиечугуна 0,2-0,5 ферросилиция ФС 75,Количество ферросилиция ФС 75 выбирают из условия получения в литомсостоянии ферритной металлической основы чугуна. Сплав испытывают как влитом состоянии, так и после термообработки по указанному режиму. Испытания проводятся при +20 и -60 С.Установлено, что чугун, выплавленный по предложенному способу, имеетударную вязкость на 8-103 выше посравнению со сплавом, полученным известным способом,Способ получения железоуглеродистых сплавов, включающий расплавлениешихты, доводку металла по химсоставу,модифицирование сфероидизирующей при-.садкой и повторное модифицирование753-ным Ферросилицием, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью .повышенияударной вязкости чугуна, расчетноеколичество углерода вводят в металлв два приема: 90-924 углерода в составе шихты, а остальное количествов смеси со сфероидизирующей присадкой перед разливкой сплава,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сапонько И.Ю, Исследование иразработка технологического процессапроизводства высококачественных чугунных отливок с применением металлизированного железорудного сь 1 рья. Автореф. дис. на соиск. учен, степениканд. техн. наук., Минск, 1979.