Способ получения высокопрочного чугуна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ овог ский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Белорусский ордена ТКрасного Знамени политехн институт(56) Авторское свидетельство СССРВ 558942, кл, С 21 С 1/10, 1976.Авторское свидетельство СССРР 834141, кл. С 21 С 1/10. 1980.,(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА, включающий выплавку расплава в печи, обработку его РЗМсодержащей лигатурой в ковше и последующее модифицирование железокремний-магниевой лигатурой в литейной форме в количестве 1,0-2,07 отметаллоемкости формы, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения хладостойкости высокопрочногочугуна, в печи выплавляют расплав,содержащий 1,0-1,47 кремния с предварительной обработкой его железнойрудой в количестве 1,0-0,57 от егомассы, а затем в ковше обрабатываютсмесью РЗМ-содержащей лигатуры и75 Е-ного ферросилиция в соотношенииИзобретение относится к литейному производству, а именно к способамполучения чугуна с шаровидным графитом, и может быть использовало прц.массовом производстве ответственныхмашиностроительных отливок.Целью изобретения является повы-.шение хладостойкости высокопрочногсчугуна,По предложенному способу расплавсодержащий 1,0-1,4% кремния в печиобрабатывают железной рудой в количестве 0,1-0,57 от е.го веса и предварительную обработку в ковше ведутсмесью Р 311-содержащек лигатуры и75%-ного ферросили 1 тия в соотнсгшенци(0,1-0,4):1 в количестве 0,.8- ",.5от веса расплава, а затем ведут последующую обработку расплава в лигейной форме железо-кремний-магниевойлигатурой в количестве 1,0-2,07 отметаллоемкости формы.Нижний предел содержания кремнияв исходном расплаве 1,0%) ус".ановлен исходя из необходимости получения отливки без структурно-свободно."го цементита с учетом последующегомодифицирования ферросилицием в ковше,Верхний предел содержания кремнияустановлен исходя из достижения эффективного удаления марганца и фосФора. В случае повьшсенного содер;.са.ния кремния ъ 1,4%)окиспение мапганца железной рудой из расплава чу-.гуна малоэффективно, так как 11 стивно происходит реакция взаимодействияЯ 1 с окислами железа, при этом мар .а. нец не окисляется и не переходитв шлак, о чем свидетельствуют дацные табл, 1,Таким образом ке достцгается овы.шение хладостойкости ВЧШГ, так какмарганец отрицательно воздействуетна эту характеристику сплава.Шихта, применяемая на зольшцнстэезаводов, позволяет даже прц самыхблагоприятных условиях плавки получать в исходном расплаве -1 угука ,4 0,7% марганца,Известно, что,",ля достижения хладостойкости высоког:.рз 1 по го чугуна сплав не долз 1 сен содер:.;,Т 1,марганца более 0,3-0,4%. Зкспегз 11 ментально в промышленных условиях (плавки в б-тонной дугоЪой печи) устак 011.лено, что добавка железной руды в ссоличестве 0,1% позволяет удалить0,02-0,06% марганца.Пределы расхода руды у.таксвлекыв зависимости от исходногз содер;са 2-87пия маранца в расплаве и эффективности обработки Исходного расплава рудой, 1.рц увеличении расхода руды с.выше 05% имеет место значительныйу 1 а 1 з у 1 лерода при этОм повышается Огбел в тонкостенных отливках.Ковшовая обработка смесью РЗМ-содержащей лигатуры и 75%-кого феррс- с.1 я 11 иция позволяет глубоко рафинировать расплав, Причем доводка химического состава ВЧШГ по кремнию с помощью ковс 10 НОЙ присадки 57 О-ного ферросилиция дает доп 011 нцтельные преимуксества для глубок 010 раскцсле"- ния расгслава,. Кроме того, поздний ввод ферросцлцция создает,цополни: гезгьньсе 11 енгзы кр;тсталлиза пси и снижается 01 слс 1 к-ость расплава к кристаллизации по .сетастабильной диаграмме, Н 1:жкцс гцзепелы с.оотношекия в смеси РВ 1-соясвждщей лцГЯтуры и Э%-НОГО ферросилиция и расхода комгсонентов с:меси 1,0, 1 и 0,8% соответственкО) усапов.-екьс исходя из ссеобходимости глубокотс раскцс 11 енця и десульфура 11 и расплава, стабилизации процесса сфсрцдизации графита, верхний с,0,4 и, 5%, - исходя из необходимости ОГРаЦИЧЕс 1 ИЯ СОДЕРжаКИЯ 1 СРЕЬ 1 НИЯ В ЧУ- г.гке, Высокое сст 1 с-вжа 1 це ктемния охругч 11 вае г ВЧШ 1,. Особенно прц низких е 1 спературах Предлсжен 1-ое соотношение компднен.Ов смеси Р 311-содержащей ли 1 атуры и 75%-ного ферросцлиция.чугуна, умен 1 шае-. Опасность появлек;1 я отбела в топксс.генных отливках.Пп 11 зяль эке 1 засцлава в иормч П 1 зоцсх зцит .застворе.це железо"кремния-ма к;1 ег.ой л 11 гатуры и модифициэовакие -1 у 1" уяа. Наличке Ос гаточчОГО сог евжация РЯ 110 .ле ксз-янов ой об 1 заботки г совсц:упнссти с гцагкцем.10 с т упаюБцм ез ли 1 а туры в р е акцио 11 ." Ной камере, с беспечивает Формировас 1.: з ЮПСЗ 01;11 ЯЦОГОРНФИТЯ ч ПОИ ЭГОМяьяавнивя- тг:я степень 110 дцс 1111 ця 1 зованноти р;с.плава. при сфероидизирующейОСгработк,; в 1,итейной Форме, Расход у П 11 гат "ч 1 зы 11 р 11 Б с 1 утриф 01 змекном моди. -ФицИГзскацц 11 ЭНВИСИт От ОстатОЧНОГО сопержагцяерь, "после совшовой Об-,;аботки Оас 1 ьяава и возряс.ает с Воз;зас танцем цо. ледке ГО,:1 римеце 11 ие тройной последовательной сзбработкц расплава в плавильном аг 1 з=гате дуговой электропечи) ков1222682 Степень удаления марганца, Х Добавка железной руды, Еот массы расплава Содержание в исходном расплаве, 7 Я Мп 50 0,5 0,6 1,0 0,5 56 0,6 1,2 58 0,5 0,6 1,4 0,5 0,6 1,8 Таблица 2 Массовая доля элементов, Ж1 Наблюдения Состав С Бд Сг Мп Р 8 3,8 1,2 0,1 0,6 0,15 0,05 ВысокоесодержаниеМп и Р 3,8 1,1 0,1 ше и в литейной форме позволяет повысить хладастойкость ВЧШГ.Для получения сравнительных результатов испытания известного и предложенного способа получения высокопрочного чугуна применялись два состава чугуна с различным содержанием фосфора и марганца как элементов отрицательно влияющих на хладостойкость сплава, серы как элемента десфероидизации и отрицательно влияющего на механические свойства ВЧШГ, особенно пластические.ХимичЕский состав исходного чугуна представлен в табл. 2.Обработку расплава ведут известным способом, включающим ввод РЗМ- содержащей лигатуры с криолитом в ковше и последующую сфероидизирующую обработку железо-кремний-магниевой лигатурой в литейной форме в количестве 1,0-2,07. от металлоемкости формы, и по предложенному способу тройной обработки расплава в печи, ковше и форме. Величина добавок при составе исходного чугуна по варианту 1 находится на верхних пределах, а при варианте 11 - на нижних пределахОбразцы для механических испытаний вырезаются из нижней части кли" новых проб с толщиной стенки 30 мма Испытания на ударную вязкостьпроизводятся на феритных образцах10 10 55 мм без надреза при 20,-20, -60 С. 5 Результаты испытаний приведены в табл. 3. Применение предложенного способа 10 получения ВЧШГ позволяет существенно повысить хладостойкость последнего, Известный способ дает удовлетворительные результаты при использоваййи исходного чугуна только снизким .содержанием марганца, серы ифосфора, что может быть достигнутоприменением специальных шихтовыхматериалов (рафинированного литейного чугуна, окатышей и т.д.).20 Получениечугуна с шаровидным графитом по предложенному способу позво.ляет получать ответственные отливки,работающие при температурах до -60 С25 даже в случае использования традиционных шихтовых материалов,Экономический эффектот применения предложенного способа полученияВЧШГ при производстве отливки блоккартер на заводе промышленных тракторов составляет более 150 тыс. руб.в год. 0,2 0,05 0,01 Низкое содержание Мп и Р122268 Способ обработки Исходныйсостав Значения ударной вязкости ВЧШГ,Дж/см, при температуре, С расплава 20 -20 -60 Известный 2,0 Предложенный 80.33 18,0 Составитель К.СорокинТехред И.,Попович, Корректор И.Эрдейи Редактор Г.Волкова Филиал ППП "Патент", г.ужвород, ул.Проектная, Ь,Заказ 1669/2 ч Тираж 552 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Б. Раушская наб д, ч/5