Смесь для модифицирования и легирования железоуглеродных сплавов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ УБЛИН 1511 4 С 21 С 1/00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Днепропетровский металлургический институт им. Л.И. Брежнева(56) Авторское свидетельство СССРУ 891787, кл. С 21 С 5/54,С 21 С 1/08, 1981.Авторское свидетельство СССРУ 1331895, кл, С 21 С 1/10, 05.03,86.(54) СМЕСЬ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАЦИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ(57) Изобретение относится к чернойметаллургии, конкретнее к литейномупроизводству. Целью изобретения является повышение термостойкости и пластичности сплавов при высоком уровне прочностных характеристик. Смесь для модифицирования и легирования желеэоуглеродистых сплавов содержит, мас.7: шлак алюмотермического производства редкоземельных лигатур 80-90; отходы производства сверхпроводников 10-20. При этом шлак алюмотермического производства редкоземельных лигатур содержит, мас.Х: окись кальция 40-45; окись алюминия 40-45; окислы редкоземельных металлов 5-7; двуокись кремния 3-9, Отходы производства сверхпроводников содержат, мас.7: ниобий 25-30; титан 25-30; медь 40-50. Применение смеси позволяетф при высоком уровне прочности металла 1 =775-795 МПа увеличить его термостойкость и относительное удлинение на 407., 2 з.п. ф-лы, 2 табл. СИзобретение относится к черной металлургии, конкретнее к литейному производству.Цель изобретения - повьппение тер 5 остойкости и пластичности сплавон 80-90 производства лигатур на основе редкоземельных металлов содержит, мас.7:Окись кальция 40-45 25Окись алюминия 40-45Окислы редкоземельных металлов 5-7Двуокись кремния 3-9Отходы производства сверхпроводни ков содержат, мас.7: ниобий 25-30; титан 25-30; медь 40-50.При разработке состава смеси для модифицирования и легирования железо- углеродистых сплавов исходят иэ следующего. Для достижения поставленной цели необходимо получить ферритоперлитную структуру с равномерно распределенными мелкодисперсными включениями графита. Соотношение феррита и 40 перлита в структуре и получение мелкодисперсных графитных включений достигается модифицированием редкоземельными металлами (ферритиэирующее и диспергирующее действие), а также ле гированием медью (перлитизирующее действие), понышение термостойкости и степени дисперсности продуктов распада аустенита - за счет легированиятитаном и ниобием.Для получения необходимого высокого уроння физико-механических и специальных свойств чугуна необходимо ввести в расплав компоненты шлака, мас.7: КОЗ 0,2-0,4 81 ОФ,0,12-0,501 55 СаО 1,6-2,5; А 10 з 1,6-2,5; а также 0,2-0,47. меди, 0,15-0,303 титана и 0,15-0,303 ниобия. При вводе К 0 и 510, менее 0,2 и 0,127, соотнетстненпри высоком уровне прочностных характеристик.Смесь для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов содержит шлак алюмотермического производства лигатур на основе редкоземельных металлов и отходы производстна сверхпроводников при следующем соотношении компонентов, мас. .: 15Шлак алюмотермическогопроизводства лигатурна основе редкоземельных металловОтходы производства 20снерхпроводников 10-20При этом шлак алюмотермического но достичь необходимой степени дисперсности графитных включений не удается, а увеличение этих присадок свыше указанного количества способствует выделению большого количества не- металлических включений, снижающих весь комплекс физико-механических свойств. Для получения в литом состоянии феррито-перлитной структуры с соотношением фаз 1:1 определяют величины присадок СаО, А 1 дОз и меди. При присадках СаО, А 10 э и меди вьппе и ниже указанных пределов нарушается соотношение структурных фаз и соответственно падают либо пластические, либо прочностные характеристики чугуна, и цель не достигается.Установлены оптимальные содержания легирующих компонентов (титана и ниобия), которые должны находиться н расплаве на уровне 0,15-0,307. Именно при таких содержаниях этих элементов получены максимальные уровни пластических и прочностных характеристик и термостойкости. При содержаниях титана и ниобия вьппе указанного предела наступают погрубление матрицы и снижение уровня свойстн. Концентрации исследуемых элементов ниже 0,157. не обеспечивают достижения необходимых уровней свойств.П р и м е р. В промьппленных условиях получают опытные партии редкоземельных шлаков и легирующего компонента, являющиеся соответственно отходами алюмотермического производства редкоземельных лигатур и отходами производства снерхпроводников. Составы исследованных смесей даны н табл. 1. Величина присадки смеси составляет 57 от массы расплава металла.В силитовой печи выплавляют чугун, который после достижения необходимойтемпературы переливают в разогретыйзаливочный ковш с предварительно загруженными предлагаемой смесью и шлаком. После выдержки счищают шлак изаливают песчано-глинистые формы диаметром 50 мм и нысотой 120 мм. Иэполученных отливок вырезают образцыдля металлографического анализа, дляопределения термостойкости, относительного удлинения и пределов проч"ности при растяжении. Определение относительного удлинения и предел прочности осуществляют по стандартнымметодикам. Термостойкость определяют1371973 5-7 3-9 Таблица 1 Плавка Шлак алюмотермического производстваредкоземельных металлов лигатур наоснове редкоземельных металлов Отходыпроизводства сверхпроводников 80 20 90 10 75 25 95 85 15 по протяженности трещин после 100 термоциклов: нагрев до 6505 С, охлаждение в воде с температурой 20 С. Химические составы исследованных5 чугунов и результаты даны в табл. 2.Применение предлагаемой смеси для модифицирования и легирования позволяет достичь цели: при высоком уровне прочности Ь, 775-795 МПа термостойкость и относительное удлинение увеличиваются на 407.Использование предлагаемой смеси для модифицирования и легирования желеэоуглеродистых сплавов позволит 15 повысить их долговечность,Формула изобретения 1. Смесь для модифицирования и ле гирования железоуглеродистых сплавов, содержащая шлак и легирующий металлический компонент, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения термостойкости и пластич ности сплавов при высоком уровне прочностных характеристик, она в качестве шлака содержит шлак алюмотермического производства лигатур на основе редкоземельных металлов, а 30 в качестве легирующего металлического компонента - отходы производства сверхпроводников при следующем соотношении компонентов, мас.7,:Шлак алюмотермическогопроизводства лигатурна основе редкоземельных металлов 80-90Отходы производствасверхпроводников 10-20 402. Смесь по п.1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что шлак алюмотермического производства лигатур на основе редкоземельных металлов содержит, мас.7:Окись кальция 40-45 Окись алюминия 40-45 Окислы редкоземельных металловДвуокись кремния 3. Смесь по п1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что отходы производства сверхпроводников содержат, мас.7.:Титан 25-30 Ниобий 25-30 Медь 40-50 Соотношение компонентов смеси, мас.7о яХоф Хц Вв Ярхфо О Ю б 4л со О сО о о со сл оо о лЮ В л Ю о о - о