Лигатура для чугуна

ОЮЗ СОВЕТСКИОЦИАЛИСТИЧЕСН РЕСПУБЛИ 119 04 С 22 С 35/ ТЕН изикоови СССР 974. ЧУГУНА тносится ь использ ханических(57)лургмоди ЛИГАТУРА ДЛЯзобретениеи может бцировании ет,2- с ано при свойств ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗО К А В ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Могилевское отделениетехнического института АН Б(56) Авторское свидетельств9 430181, кл. С 22 С 35/00,Патент Франции У 2509327кл, С 22 С 35/00, 1983. чугуна и увеличении продолжительности модифицирующего эффекта. Новаялигатура содержит, мас,Х: никель 3-7;кремний 3-7,5; медь 1-7; хром 1-3,0;углерод 1,2-5,0; кобальт 0,2-0,5;бориды кальция 1,5-15,0; нитриды церия 1,3-7,5; железо остальное. Дополнительный ввод в состав лигатуры боридов кальция и нитридов церия обеспечивает после использования предложенной лигатуры повышение механическихсвойств чугуна б с 335 до 415460 МПа, о с 3,8-5,4 до 8,3-14,77,й с 0,53-0,65 до 0,8-1,2 МДж/м иувеличивает продолжительность модифицирующего эффекта с 10,5-12,4 до 1624 мин. 2 табл.Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов лигатур для улучшения свойствчугуна.Цель изобретения - повышение механических свойств чугуна и увеличениепродолжительности модифицирующего эффекта.Лигатуру вь 1 плавляют в открытых индукционных электропечах емкостью150 кг с использованием смеси Ферросилиция, ферроникеля, электролитической меди, феррохрома углеродистого,кобальта, боя электродов, стальноголома и боридов кальция. При достижеОнии температуры 1370 С в расплав вво,дят нитриды церия, выдерживают 3"7 мин и проводят разливку в плоскиеизложницы,20Измельченную до фракции 3-10 мллигатуру присаживают в чугун во времяслива его из плавильной печи в ковшв количестве 0,03-0,1 от массы расплава. Лигатура усваивается без пироэффекта,Бориды кальция введены в лигатуруЬ количестве 1,5-15 мас.7 как эффек 1тивная модифицирующая добавка длячугуна, повышающая однородность истабильность структуры и устраняющаяобразование в ней черных пятей и междендритного графита, способствующаяувеличению изолированности и компакт"ности графита и других составляющихструктуры, а также повышению механических характеристик чугуна в отливках, особенно пластических свойств.При концентрации боридов кальция до1,5 мас,Х модифицирующий эффект проявляется слабо и пластические свойст"ва чугуна в отливках находятся нанизком уровне, а при увеличения концентрации боридов кальция более15 мас.7 снижается стабильность модиФицирующего эффекта, увеличиваетсяколичество неметаллических включенийи снижаются механические свойствачугуна.Нитриды церия в количестве 1,37,5 мас.Х существенно измельчаютструктурные сЬставляющие, снижают газовую пористость и повышают равномерность модифицирования, усвояемостьлигатуры расплавленным металлом ипродолжительность сохранения модифицирующего эффекта лигатуры, что обеспечивает повышение относительногоудлинения и ударной вязкости чугуна в отливках, При концентрации нитридов церия до 1,3 мас,7 измельчение структуры и повышение пластических свойств недостаточное, а при увеличении концентрации нитридов церия более 7,5 мас.Е повышается угар металла и снижаются однородность структуры, механические и эксплуатационные свойства чугуна в отливках.Содержание других компонентов выбрано в соответствии с принятым содержанием их в лигатурах, используемых для модифицирования чугуна, с повышенными пластическими свойствами. Эффективное содержание кремния в лигатуре составляет 3-7,5 мас.7., углерода 1,2-6 мас.й и меди 1-7 мас 7. Такая концентрация графитизирующих компонентов при содержании хрома от 1 до 3 мас,7 повышает равномерность и стабильность модифицирования чугуна, способствует повышению механических свойств.Наличие в лигатуре 0,2-0,5 мас.7, кобальта способствует повышению стабильности модифицирования и механическихосвойств. При увеличении концентрации кобальта более 0,5 мас.Е повышается температура плавления лигатуры. При концентрации до 0,2 мас.7 стабильность модифицирования низкая.Вследствие достаточно полного усвоения лигатуры жидким чугуном и высокой однородности модифицирования удельный расход лигатуры снижается на 30-507. в сравнении с известной.Опытные плавки чугуна доэвтектического состава проводят в индукционной открытой электропечи с перегревом.расплава на 300-380 С выше температуры ликвидуса, Иодифицирование чугуна производят при выпуске расплава в ковши при 1400-1430 С измельченной лигатурой в количестве 0,03-0,17 от массы чугуна. В процессе разливки модифицированного чугуна лигатурами составов 1-7 (табл.1) по стандартным методикам отливали образцы для механических испытаний, микро- исследований структуры и технологических проб.В табл. 2 приведены результаты исследования модифицирующего эффекта и механических свойств чугуна в отливках при использовании известной и предложенной лигатур.1294859 3,0-7,0 3,0-7,5 1,0-7,0 1,0-3,0 1,2-5,0.0,2-0,5 1,5-15,0 1,3-7,5 Остальное Таблица Содержание компонентов, мас.%, в лигатуре состава Компоненты звестн 6 1 2,5,Никель Кремний 7,5 5,5,т Осталь- Оста ное ное Осталь- Осталь- Осное ное тальОстальное ОстальЖелезо но о Металлографические исследования показали, что. лигатуры с боридами кальция и нитридами церия позволяют получить более мелкозернистую структуру металлической основы и компактный графит в отливках. Ударную вязкость определяют на образцах типа 12 на маятниковом копре, а исследования шлифов - на рентгеновском микроанализаторе. Как видно из табл. 2, чугун, обработанный предложенной лигатурой, содержащей дополнительно бориды кальция и нитриды церия, обладает более высокими механическими свойствами, а модифицирующий эффект сохраняется более продолжительное время, чем при модифицировании известной лигату- рой формула изобретения Лигатура для чугуна, содержащая никель, кремний, медь, хром, углерод, кобальт и железо, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств чугуна и увеличения продолжительности модифицирующего эффекта, она дополнительно содержит бориды кальция и нитриды церия при следующем соотношении компонентов, мас.7.:НикельКремнийМедьХромУглеродКобальтБориды кальцияНитриды церияЖелезо12 о 4859 Т а би и а ПродолжиУларнаявя.3 остьМЛж, р Стябильот сдифи.Иро ОтносительУВОРНИР ЛИга.гуры расЛигатур Временноесопротивление,МПа тельностьсохраненое удлинение, Е ания чугу- Б плавленным мета ч ния модифииируощего эффе к тар минЛ Известная1 287 2 335 0,53 10,5 68 0,65 12,4 76 Предложенная3 415 0,8 16,2 8,3 86 0,92 19,6 4 435 5 460 6 340 7 370 92 24 96 97 0,7 13 14,6 0,72 78 6,9 Составитель Н.КосторнойРедактор Н.Егорова Техред Л.Олейник Корректор В.Бутяга Заказ 564(28 . Тираж 605 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 1 3035 р Москва р Ж, Раушская наб ., д. 4(5