Способ получения высокопрочного чугуна

Номер патента: 1296589

Авторы: Голубев, Краля, Кудрявцев, Раздобарин, Резник, Соколюк

ZIP архив

Текст

(51) 4 С 21 С 1/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТ 8 ЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР 9 502946, кл, С 21 С 1/10, 1974.Авторское свидетельство СССР У 975807, кл. С 21 С 1/10, 1981, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО: ЧУГУНА(57) Изобретение относится к разработке способов получения высокопрочного чугуна, Дель - повышение однородности предела прочности на разрыв в раэнотолщинных сечениях отливок, снижение расхода глобулиризующих и графитизирующих реагентов, Спо:соб получения высокопрочного чугунавключает ступенчатую обработку расплава цериевым мишметаллом, магнийсодержащими и графитизирующими реагентами с продувкой расплава газами.Ввод О, 05-0, 1 Е мишметалла в,тигельпроизводился перед выпуском металлаи увеличение расхода доли модификатора 1 - ой ступени обеспечило повышение однородности б в разнотолщинных сечениях отливок с 620-510до (620 - 640) - (580 - 600) МПа,снижение расхода модификаторов с4,1 до 3,6 Ж, 1 табл.Изобретение относится к металлургии, в частности, к разработке способов получения высокопрочного чугуна.Цель изобретения - повышение одно. родности предела прочности на разрыв в разнотолщинных сечениях отливок, снижение расхода глобулиризующих и графитизирующих реагентов,Технологический процесс получения 10 высокопрочного чугуна по предлагаемому способу включает несколько этапов.После наплавления объема печи металлом, доводки по химическому сос 5 таву и проведения термовременной обработки в чугун вводят 0,05-0, 17 от массы расплава мишметалла, Положи-, тельный эффект от ввода мишметалла.заключается в нейтрализации содержащихся в расплаве чугуна элементов - демодификаторов, таких как свинец, мышьяк, висмут и др что определяет общий расход вводимых глобуляризующих и графитизирующих элементов.При вводе в расплав мишметалла менее 0,053 его положительное влияние малоэффективно, что требует повышенного расхода магнийсодержащего и графитизйрующего реагентов, Ввод в расплав30 более О, 1 Е мишметалла приводит к появлению в тонкостенных сечениях отливки карбидов,Обработанный цериевым мишметаллом чугун переливают в разливочныйковш, который оборудован под продувку. На дно ковша загружают 85-95 расчетного количества магнийсодержа"щей.лигатуры, 75 т 807 графитизирующего модификатора и пригружают обрезьюлистовой стали, затем производятозаполнение ковша металлом. Послепрекращения пироэффекта включают продувку. В качестве газносителя можетиспользоваться воздух, азот, аргон,природный газ. Продувку ведут в течение 1,5-2,5 мин, после чего металлв ковше выдерживают 2-5 мин,Эффективность первой стадии обработки чугуна реагентами, е, вводом 85-953 глобуляризатора и 75-803графитизатора,. проявляется на повышении однородности предела прочности при растяжении в разнотолщинныхсечениях отливок, Количество вводимых реагентов определяется необходимостью получения более однороднойструктуры в сечениях отливки, охлаждающихся с температурным градиентом, Чувствительность металла к скорости охлаждения значительно уменьшается при 2-стадийной обработке расплава чугуна приведенными реагентами в указанных пределах. Использование . менее 853 расхода магнийсодержащего реагента нри плавке на шихте низкого качества малоэффектино, а превышение верхнего предела приводит к сокращению времени сохранения модифицирующего эффекта.Количество вводимого графитизирующего реагента определяется стабилизацией процесса графитообразования и очищением расплава от окислов и примесей, что оказывает положительное влияние на степень однородности структуры. При расходе менее 753 графитизирующего реагента уменьшается количество. центров кристаллизации, что отрицательно сказывается на прочностных свойствах металла,а превышение его количества более 803 приводит к увеличению размеров граФита, что сказывается на снижении гидроплотности.Разделение процесса ввода магниевых и графитизирующих реагентов от процесса продувки способствует уменьшению угара магния, повышению степени усвоения всех вводимых компонентов, что приводит к уменьшению расхода присадок, Кроме того, при обработке расплава с целью получения шаровидного графита после обработки металла цериевым мишметаллом значительно сокращается расход глобуляризующих и графитизирующих компонентов.Продувка расплава в ковше после его первичной обработки реагентами в течение 1,5-2,5 мин способствует интенсивному его перемешиванню, что приводит к равномерному распределению всех компонентов сплава по всему объему ковша, к усреднению температуры чугуна, Это повышает стабильность процесса модифицирования.Продука менее 1,5 мин не обеспечивает надежного перемешивания металла и усреднения его по составу, а превышение времени более 2,5 мин практически и экономически нецелесообразно, т.е. наряду с шаровидным образуется и вермикулярный граФит.После продувки металла в ковше его вьдерживают в течение 2-5 мин. Это способствует всплыванию неметаллических, газовых и окисных включений, вьделению и росту графита в жидком состоянии, что уменьшает величину предусадочного расширения металла при его заливке в форму с 0,8-0,857 до 0,43, т.е. более, чем в два раза, а это значительно уменьшает развитие пористости и увеличивает плотность отливки.Вьдержав металл требуемое время, с зеркала его счищают шлак, присаживают послойно оставшийся графитизирующий и магнийсодержащий реагенты.Вторая стадия обработки чугуна способствует полной глобуляризации графита, измельчению размеров и увеличению их количества, значительно продлевает время сохранения модифицирующего эффекта, что особенно важно при отливке крупногабаритноголитья,Послойный ввод реагентов связан с необходимостью предотвращения непосредственного контакта магнийсодержащего реагента с расплавоом металла.Поэтому сначала вводят графитизирующий реагент, а на него засыпают магнийсодержащий, Продувкой металла газом осуществляют взаимодействие и перемешивание его с введенными реагентами. Время продувки составляет 0,5-1 мин. При длительности продувки менее 0,5 мин не обеспечивается полное растворение присадок в металле, а превышение времени более 1 мин нецелесообразно из-за снижения температуры металла и ослабления модифицирующего эффекта.П р и м е р . Выплавку чугуна . осуществляли в индукционной печи ИЧ 1-10. Чугун до обработки имел следующий химический состав, мас.Е: С 3,9; Я 1,7; Мп 0,65; Б 0,035;о Р 0,06, Расплав перегревали до 1450 С выдерживали в печи 15 мин, затем удаляли шлак и вводили 7 кг цериевого мишметалла марки МП 40, включали печь до полного растворения мишметал ла в расплаве чугуна, В просушенныйи разогретый до 300-400 С ковш, оборудованный под продувку, вводили . 1,983 от массы расплава или 903 от всего расчетного количества магний-содержащую лигатуру (содержание И 8 8 Х), затем 1, 1 Х от массы металла или ЗОХ от всего расчетного количест 10 15 20 25 ФС 75. 30 35 40 45 50 55 ва ферросилиция ФС 75. Введенные реагенты пригружали обрезками просушенной листовой стали марки СТЗ вколичестве 2 Х от массы металла, Затем в ковш заливали чугун и послепрекращения пироэффекта производилипродувку металла в течение 2 мин,После этого вьдерживали чугун 4 мини удаляли шлак, а затем на зеркало металла послойно ввели 0,4 Х ферросилиция (20% от расчетного количества реагента) и 0,227 магнийсодержащей лигатуры и производили в течение 40 с продувку расплава воздухом. После удаления шлака производили эап.лавку литейных форм. Другие вариантыспособа получения чугуна с шаровидной формой графита были получены всоответствии с граничными параметрами режимов и расхода реагентов, Длясравнительного анализа бып осуществ.лен известный способ получения 4 ШГс применением магнийсодержащей лигатуры того же состава и ферросилиция Результаты сравнительных испытаний представлены в табл. 1.Как следует из таблицы, предварительная обработка расплава чугуна мишметаллом в тигле печи и ступенчатая обработка чугуна глобулиризующими и графитизирующими реагентами обеспечивает повьппение однородности предела прочности при растяжении, в сечениях отливок различной толщины и снижение расхода модификаторов. Формула изобретенияСпособ получения высокопрочного чугуна, включающий плавку металла, ступенчатую обработку его магнийсодержащими и графитизирующими присадками при их частичном вводе на дно ковша и на поверхность расплава в ковш с продувкой расплава воздухом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения предела прочности при растяжении в раэнотолщинных сечениях отливок и снижения расхода магнийсодержащих и графитизирующих присадок, перед выпуском мегалла в тигель печи дополнительно вводят мишметалл в количестве 0,05-0, 1 Х от массы чугуна, расплав выпускают в ковш, на дно которого предварительно вводят 85-95 Х расчетного количества магнийсодержащей лигатуры129 б 589 . и 75-807. расчетного количества ферросилиция, после прекращения пироэффекта производят продувку расплава воздухом в течение 1,5-2,5 мин,выдерживают расплав в течение 2 -5 мин, затем удаляют шлак, поспойно вводят на зеркало металла остальное количество магнийсодержащей лигатуры и ферросилиция и производят продувку расплава воздухом 0,5-1 мин. ВремяпроПределпрочности РасходФС,2 Расходмагниевой 1-ая стадия обработки металла ВремявыВремяпервпной РасходцериевогомишмеСпособ полученияВ.4 дувкипосле2-й держна раз"рьв197 апритолщиприсадки ки продувки,мин после талпаНП 40 У стадииобработкимин продувки,мин не стенки70 мм стенки15 мм Иэве- стный 3 - 15 2,5 1,6 620 510 65 75 Предло- аеннцй 620 580 630 590 0,5 2,2 1,4 80 1,5 2 2,03 0,7 2,15 1,3 88 0,07 0,085 1,8 4 0,8 2, 1 1, 25 630 590 78 92 10 22 14 640 600 580 540 570 530 75 2,5 5 85 0,1 1,4 1,4 0,4 83 22 14 83 0,12 26 52 11 22 14 72 0,04 98 Составитель Н. Косторной Редактор К. Волощук Техред И.Ходанич Корректор Л. ПилипенкоЗаказ 719/29 Тираж 550 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Расход магниевой присадки 2 от общего рас- хода РасходФС,от общегоего расхода Предел прочности на раэрыв Юа при толщи- не

Смотреть

Заявка

3875230, 01.04.1985

ДИЗЕЛЬНЫЙ ЗАВОД "ДВИГАТЕЛЬ РЕВОЛЮЦИИ"

КУДРЯВЦЕВ ВАСИЛИЙ ПАВЛОВИЧ, РАЗДОБАРИН ИВАН ГРИГОРЬЕВИЧ, СОКОЛЮК ЮРИЙ ТРОФИМОВИЧ, КРАЛЯ ВАСИЛИЙ ДМИТРИЕВИЧ, РЕЗНИК ВИТАЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, ГОЛУБЕВ НИКОЛАЙ ЮРЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: C21C 1/10

Метки: высокопрочного, чугуна

Опубликовано: 15.03.1987

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1296589-sposob-polucheniya-vysokoprochnogo-chuguna.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения высокопрочного чугуна</a>

Похожие патенты