Модифицирующая смесь

.М.Моисеенканина 8) Графитика белого ие литейный опыт,формация, сер, 3,2, с, 3-6. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕП институт(57) Изобретение относится к металлургии, а именно к модификаторамжидкого чугуна, и может быть использовано при производстве отливок изковкого чугуна. Целью изобретенияявляется повышение механическихсвойств чугуна. Модифицирующая смесьсодержит, мас,Х: борную кислоту 6570; силикобарий 8-2; углекислыйбарий 10-15 и окалину железа 3-17.Применение смеси позволяет увеличитьпредел прочности чугуна на разрыв на45-60 МПа. 2 табл,Изобретение относится к металлур-.гии, а именно к модиФикаторам жцдкогачугуна, и может быть использованопри производстве отливок иэ кавкагачугуна.Целью изобретения является повышение механических свойств чугуна.Предложенная модифицирующая смесь содержит в качестве карбидообразу:ощцх компонентов барную кислоту и окалину железа, а в качестве барцйсодержащих кампоненгов - силикобарий и углекислыи барии при ледуюп:ем саатьошении компонентов, мас.7.:Барная кислота 65-70 г.ип 1,"кабари 1 т Я "2 Угг.екислый барий 10-15 Окалина железа 3-1 В качестве компонента модифицирующей смеси используется окалина железа - отход кузнечного гроизводства. Окалина железа образуется на заготовках при нагреве перед коькой в процессе конки она отлетает в Виде мелких чешуек, Окалина железа представляет собой совокупность окислов же,леза (От Окиси да зякисц).Окалина железа при вводе В расплав чугуна частично разлагается с вь 1 пелением кислорода, который спасабст. Вует отбеливанию, т.е. Прецотврап;ает выделение свабоднага графита лгикристаллизацииЧасть окислов окалины В качестве неметялпическех Включени 1 служит под- кладкой для субмцкро,.копических зародьш 1 ей графита которые имеются гри крисгяллизации белого 1 угуня, Бр-., - вращаемага впоследствии гермаабрвбо";." кай в кавкий,В качестве компонента модифицирующей смеси используется оярий угле- кисльп; технический, которь;й при вводе в жидкий чугун разлагается ня окись барин ц углекислый газ,. Пузырьки углекцслага газа, проходя через слой металла в ковше, барбатируютпавьщ 1 ая зффекпив 1-.ость мадифицировяния и протекания химцче кит реакций. Барий имея высокий казффи циент активности па атнашени 10 к сере;Вступяег В реакцию Замещения цз Охи"ла бария с образованием сульфцдов,которые, адссрбируясь на зярадьппахграфита, препятствуют их хаотическому роту и они приобретают компактнуюФорму,В качестве кампоненга:;редлаженной модифицирующей смеси испольэуе;ся также силикабарий. Кремний силикобарця является самым активным графитцзцрующкм элементам, который прикристаллиэацни выделяется в виде субмикраскопических зарадьппей.В сас.тав гредлагаемай модифицирующей смеси входит также барная кислота которая представляет собой порошок белого цвета. Барная кислота0 Включена в состав модиФицирующей смеси для введения в расплав чугунабора. Модцфицированце борам сильновлияет на графитизацию, При,концентрациях бора меньше 0,0037 он резкоускоряет графитизацию беэ эаметногаувеличения ксличества центров графита, и при добавке 0,00127, бора количество центров графита уменьшается.Введение в расплав более 0,0037 бора11 саг 1 равождается ускорением процессаграфитиэяции и резким увеличениемколичества центров графита, При дальнейшем увеличении содержания бора егавлияние на скорость графитизациигначинает уменьшаться. Увеличение количества бора вьппе О,. 17 приводит к .уменьшению скорости графнтизации по"раВнению с чугуном с мееьй Р дабаБ- кой бора. Бар, введенный з количестВе ОколО 17 совершенна подавляетграфитизацию белого чугуна, Причиназтага заключается в та:;, чта борявляется при этом кярбцдообразующимэлементом, При введении бора в больших количествах ан образует сложныекарбидь., которые почти не поддаютсяграфитцзации,Ввод в белый чугун сцликабария иуглекцслага бария приводит к увели.40 нению центров графита, цх измельчению и улучшению их формы что поло 1 хитЕЛЬНО СКЯЭЫВЯЕтСЯ На УВЕЛИЧЕНЦчмеханических свойств:Для получения модиф 1 цирующнх сме 45 сей было приготовлено пять составовингредиентов (1 - 5). Параллельнобыля падгатОВлена извес.тняя модифццирующая сме ь (6)1 имичюскии состав с 1"1 есей 1-б пред 50 ставлен в табл,Каждую модифицирующую смесь .пригстоьлялц отдельно смешиванием компонентов При зыпуске жидкого чугуна(состав. масlа 1 (. 24 р Яз. 1 р 1 р Мпс 5 0,4; О 0.,06; Б 0,06; Р 0,07), выплавленного дуплекс-процессом вагранка - злектродуговая печь, модифицирующие смеси при температуре порядка 15000 по"ледовательно вводили в1320236 чугуна. 5Отлитые образцы, модифицированные предложенной смесью, подвергалитермической обработке по режиму:нагрев до 960 С, выдержка при этойтемпературе, промежуточное охлаждение до 730 С с выдержкой при этойтемпературе и окончательное охлаждение на воздухе,Механические характеристики полученных отливок (опытных образцов) 15приведены в табл. 2.Присутствие в модификаторе более127 силикобария и более 157. углекислого бария ведет к появлению в структуре пластинчатого графита, т,е. к 20образованию серого чугуна, а не белого, и, следовательно, к снижению механических свойств чугуна, а присутствие в модификаторе более 707 борной кислоты и более 177. окалины ведет 25к излишнему увеличению количествацементита в структуре и увеличениюпродолжительности термической обработки.Присутствие в модификаторе менее 8 Ж силикобария и менее 107. углекислого бария ведет к снижению скорости графитизации чугуна в твердомсостоянии и, следовательно, к увеличению продолжительности отжига и сни жению механических свойств чугуна,а присутствие в модификаторе менее653 борной кислоты и менее ЗЖ окалины ведет к появлению в структуре зонсерого чугуна, т,е. к ухудшению фор Содержание компонентов, мас.% Состав смесей Углекислый Окалинабарий железа Силикобарий Висмут Борнаякислота 10,0 10,0 67,5 17,0 10,0 8,0 3,0 15,0 12,0 70,0 6,0 18,0 3,0 73,0 2,0 20,0 18,0 60,0 1,2 98,0 шесть ковшей. Затем модифицированный чугун разливали по формам и одновременно отливали опытные образцыдля исследования механических свойств мы графита и выделению при кристаллизации жидкого чугуна свободного пластинчатого графита, а значит, к снижению механических характеристик.Результаты испытаний показали, что чугун, обработанный предлагаемой модифицирующей смесью, обладает более высокими механическими свойствами. Предел прочности на разрыв чугуна, обработанного предлагаемой смесью, на 45-60 МПа выше по сравнению с чугуном, обработанным известной смесью.Использование изобретения обеспечивает улучшение качества отливок эа счет повышения механических свойств чугуна (прочность выше на 45-60 МПа); повышение срока службы деталей, изготовленных из чугуна, модифицированного предлагаемой смесью; улучшение условий труда обслуживающего персонала за счет исключения выделений токсичного висмута. формула изобретения Модифицирующая смесь, содержащая карбидообразующий компонент и силикобарий, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств чугуна, она дополнительно содержит углекислый барий, а в качестве карбидообразующих компонентов содержит борную кислоту и окалину железа, при следующем соотношении компонентов, мас,7;Борная кислота 65-70Силкобарий 8-12 Углекислый барий 10-15 Окалина железа 3-17Таблица 11320236 6Т аблица 2 Относительноеудлинение,Х Структурачугуна ТвердостьНВ Составсмеси 144 460 ГФ 9, Граз 35-40, фе 14,0 ГФ 9, Граэ 35"50,Пт 2 10 фе 90,137 12,0 гГФ 9, Граз 35-50 фе 141 450 12,5,6 0 167 380 ГФ 5, 6 Граз 45-100Фе 2,0 1007 фе 14,4 400 П р и м е ч а н и е. ГФ - форма графита; Граз " размер включений графита; ПТ 2 - перлит зернистый; Фе - феррит,Составитель К.СорокинРедактор И.Рыбченко Техред А,Кравчук Корректор А.Обручар Заказ 2613/23 Тираж 549 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная, 4 Пределпрочности,МПа ГФ 7, 8, Граз 3565 Ц, 6-8 2000Пт 245 Фе 55