Способ получения высокопрочного чугуна

(19) 01) А 21 С 1 10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕЛЬСТВУ ТОР СНОМ игатуры, защит- чугуна(71) Институт проблем литья АН УСС (72) В.Г.Горенко,.О.И.Шинский и И.С.Григорьева(56) Авторское свидетельство СССР785364, кл. С 21 С 1/10, 1975.Авторское свидетельство СССР985053, кл. С 21 С 1/10, 1982. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА, включающий укладку на дно ковша магнийсодержащей лпокрытие ее желеэосодержащимным слоем и заливку расплавав ковш, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения степенусвоения магния, устранения пироэффекта, сокращения энергетическихпотерь и повышения механических .свойств отливок, желеэосодержащеезащитное покрытие перед, вводом вковш охлаждают до 243-263 К и вводяего в ковш в количестве 0,02-0,04от массы заливаемого чугуна.Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.Целью изобретения является увеличение степени усвоения магния, устранение пироэффекта, сокращение энергетических потерь и повьппение механических свойств отливок.Поставленная цель достигается тем, что защитное покрытие, наносимое на магнийсодержащую лигатуру, в количестве 0,02-0,04 от массы металла перед вводом в ковш охлаждают до температуры 243-263 К.В результате образования стабильного покрытия на поверхности модификатора, состоящего из железосодержащего покрытия и закристаллизовавшегося на его поверхности и в поровом пространстве чугуна, охлажденного на поверхности железосодержащего покрытия до температуры кристаллизации за счет дополнительных тепловых потерь на его поверхности, позволяет исключить двухстадийную обработку чугуна, снизить энергетические потери, повысить эффективность модифицирования, степень усвоения магния, устранить пироэффект за счет смещения реакции модификатора с жидким чугуном к моменту заполнения ковша расплавом до необходимого уровня.1Длительность смещения начала реакции определяется протеканием следующих процессов; намораживания корочкичугуна на переохлажденном покрытии, перегрева образовавшейся корочки покрытия до температур испарения и растворения модификатора. За это время расплавленный чугун успевает заполнить ковш до такого уровня, когда создаваемое им металлостатическое давление обусловит протекание взаимодействия лигатуры с чугуном в объеме расплавленного чугуна, т.е. в безокислительных условиях, что и обеспечивает, высокую степень усвоения магния, взаимодействие без пироэффекта и высокую стабильность процесса. Если температура охлаждения защитного покрытия больше 263 К, то происходит прогрев защитного слоя, взаимодействие чугуна с лигатурой начинается раньше, чем в ковше будет накоплен необходимый объем металла, в результате будет иметь мес- то неполное использование сферо Ъ 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 идизирующего эффекта лигатуры из-завсплывания ее на поверхность чугунаи сгорания ее со значительным пироэффектом.Если температура охлаждения защитного покрытия меньше 243.К; топроисходит удлинение процесса модифицирования за счет большего временипрогрева слоя защитного покрытия илигатуры до температуры взаимодействия.Если защитное покрытие будет составлять по массе меныпе 0,02 от массы металла, то эффект воздействияохлажденного защитного покрытия будет практически отсутствовать из-занедостаточного теплосодержания покрытияЕсли защитное покрытие по массебольше 0,04 массы металла, будетиметь место увеличение продолжительности процесса модифицирования засчет большего времени прогрева защитного слоя и лигатуры до температуры взаимодействия.П р и м е р. Выплавляли чугун виндукционной печи ИЧТ.Расплав чугуна состава,по массе: углерод 3,35-3,40; кремний 1,71,8; марганец 0,25-0,30; фосфор0,07-0,08; сера 0,03-0,04, перегревали до 1420 - 1430 ОС.Сфероидизирующее модифицированиеосуществляли в 1,5-тонном ковше,прогретом предварительно до 700-800 С.В качестве сфероидизирующего модификатора использовали лигатуру ЖКМ(ТУ 14-5-37-74). Охлаждение защитного железосодержащего материала(дробь ДСК 05 ГОСТ 11964-66) осущест.вляли в холодильной камере до температуры 243-263 К. При осуществлениимодифицирования по предложенномуспособу модификатор в количестве 1,31,7 от массы металла помещали на дно ковша и накрывали его предварительно охлажденным желеэосодержащим покрытием. Обработанный чугун при1370-1390 С заливали в формы для получения литых стандартных образцов (клиновидная проба). При осуществлении модифицирования по известному способу на дно ковша помещали 1,5-2,0 , модификатора и производили двухстадийную заливку чугуна в ковшРезультаты опытного опробованияспособов получения высокопрочныхчугунов приведены в таблице.3 1194892 4Предложенный способ получения вы- ровании на 7-10 кВт/ч, одновременносокопрочного чугуна по сравнению с повысить прочность чугуна на 9-137,известным способом позволяет повы- пластичность на 11-147. Ожидаемыйсить степень усвоения магния на 11- экономический эффект составляет 5,2137, исключить пироэффект, уменьшить 5 7,6 руб. нат годных отливок изэнергетические потери при модифици- ВЧШГ. Способ получения высокопрочного чугуна Параметрыспособа Предложенный Известный 9 10 11 1123 3 4 Расходлигатурыот массы жидкогочугуна,7. 1,5 1,7 Температура ох- лаждения железосодержащего защитного покрытия,К покрытия, 7 от массы жидкого чугуна Степень усвоения магния,7. 42 36 58 53 42 45 58 58 52 31 21 Энергетические потери при мо- дифицировании чугуна, кДж, 1 Оз 40 0квт-чНаличиепироэффекта и Нет Нет Нет Нет Нет Есть Есть Есть Нет дымовыделения Нет Нет Масса защитногожелезосодержащего Остаточный в чугуне магний, Х 2,0 1,3 1,5 1,7 1,3 1,5 1,7 1,7 1,7 263 250 263 243 250 263 263 268 0,01 0,02 0,02 0,04 0,04 0,04 0,05 0,04 0,038 0,046 0,050 0,035 0,052 0,054 0,045 0,052 0,053 0,032 0,0211194892 ЬПродолжение таблицы Способ получения высокопрочиого чугуна Параметры физи механ чески и ровая 637 645 668 486 27 5 640 75 5 Пласт нос 5 5,4 5,1 4 3,4 1,2Твердость,НВ э 7382/30 Тираж ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Ж 552ного комитрий и открРаушская Подписноета СССРтийнаб., д.4/5