Модификатор для чугуна

(51) 4 С 35 0 ИС ЕИЗ ДЕТЕЙ ности к торов и и ния высок изобретен стоимости я АН УССРИ.Литовка,дес (СП) нии механ Предложен мас. 7: м РЗМ 0,1-1 СССР1978,ССР1976. 2,5, крем вание пре чугуна по прочности относител ударную в МОДИФИКАТОР(57) Изобрете гии и литейно относитсяроизводств металлу в част СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт проблем лить(56) Авторское свидетельстР 738124, кл. С 22 С 35/00Авторское свидетельствоВ 621779, кл. С 22 С 35/00 опросам получения модификаспользования их для получе опрочных чугунова Целью ия является снижение себе- модификатора при сохранеических свойств чугуна., ный модификатор содержит, агний 6-15, кальций 0,5-2,5 5; никель 30-80; кобальт железо 10-45, углерод 0,5- ний - остальное. Использодложенного модификатора для зволяет получжь предел при растяжении 500-520 МГЩ ьнве удлинение 14-15 Ц язкость 75-90 МПа. 2 табл.20 введение углерода при меньшем содержании в составе кальция. При наличии в чугуне менее 0,5 мас.% углерода его действие на чугун без отбела не проявляется. Ввод в модификатор более 2,5 мас,% углерода при наличии в нем 30-80 мас.% никеля практически не осуществим. Углерод не усваивается в модификаторе, а всплывает в виде спели. Сохранение повышенных механичес 45 ких свойств чугуна осуществляется за счет повышенного содержания в сос. таве модификатора магния, влияющего на образование шаровидного грайита. Содержание магния в модификаторе 6 15 мас. 7 позволяет сохранить его модифицирующую способность даже при отсутствии .вием таких модифицирующих элементов, как иттрий, барий и стронций. При наличии в составе модификатора менее 6 мас.% магния и при нижнем содержании в цем РЗИ (0,1 мас.%) его действие на процесс модифицирования снижается, что редько сказывается на пониИзобретение относится к черной Металлургии и литейному производству, в частности к получению комплекс. ных модификаторов и использованию их для получения легированного высоко 5 прочного чугуна.Цель изобретения - снижение себестоимости модификатора при сохранении механических свойств чугуна на том же уровне.Модификатор содержит магний, кальций, редкоземельные металлы (РЗМ), ;железо, никель, кобальт, углерод и кремний при следующем соотношении , компонентоы, мас. %:Магний 6-15Кальций 0.5-2,5РЗИ 0,1 - 1,5Никель 30-80Кобальт 0,1-1,5Железо 5-40Углерод 0,5-2,5Кремний ОстальноеДополнительное введение углерода 25 в состав модификатора в количестве 0,5-2,5 мас.7. при отсутствии таких дорогостоящих и деАицитных графитизаторов, как барий, стронций, являю-, щихся одновременно модификаторами, 30позволяет получать высокопрочный чугун с высокими механическим свойствами и без отбела. Особенно важно женин механических свойств чугуна. При наличии в составе модификатора более 15 мас.7 магния процесс модифицирования происходит бурно, с обиль" ным пироэффектом, выбросами металла. При этом в структуре чугуна появляются карбидные включения, резко снижающие пластическое свойства чугуна.Никель в составе модиАикатора в количестве 30-80 мас,% позволяет получать высокие механические свойства чугуна в отсутствие микролегирующих присадок бора и азота. Это содержание никеля в составе модификатора определяетс,р технологическими особенностями его выпдавки из никелевого синтерсплава, содержащего до 867 никеля.Кальций в составе модификатора в количестве 0,5-2,5 мас,% совместно с РЗМ в количестве 0,1-1,5 мас.7 способствует получению в чугуне шаровидной Формы граАита, что вызывает повышение механических свойств чугуна. При наличии в составе модификатора менее 0,5 мас.7 кальция и менее 0,1 мас.7, редкоземельных металлов их действие как модиАицирующих присадок не проявляется, особенно на Аормирование графита шаровидной Аормы. При наличии в составе модификатора более 2,5 мас,% кальция на поверхности жидкого чугуна появляется труднорастворимый густой шлак, который запутывается в чугуне и приводит к ухудшению качества отливок. Ввод в модификатор дорогих и деАицитных РЗГ 1 в количестве более 1,5 мас,% при наличии в нем такого сильного модиАикатора, как магний, в количестве 6-15 мас.7 экономически не выгодно.Кобальт в составе модификатора в количестве 0,1-1,5 мас.7 совместно с никелем способствует повышению механических свойств модифицированного чугуна. Содержание в составе модиАикатора кобальта определяется технологическими особенностями его получения из никелевого синтерсплава, содержащего до 27 кобальта.Железо в составе модиАикатора в количестве 5-40 мас.% является технологически необходимым элементом при выплавке модиАикатора из составляющих шихты, содержащей железо.Кремний в составе модификатора совместно с углеродом выполняет Функцию графитизатора, способствуюшод1390253 Полупродукт ни- келевого 30 53 265 сплаваЛитейныйчугун ЛК СплавФСЗОРЗМЗОСиликокальций СК 30ГрафитовыйбойМагний металлический 22 110 35 17,5 3,5 17,.5 1,0 5,0 40 17,0 85,0 С 1 м См См = Си,получению чугуна без структурно-свободных карбидов.Составы выплавленных и испытанных модификаторов приведены в табл. 1.П р и м е р. Модификатор получают5 в дуговой печи (емкость 500 кг) на шихте из полупродукта никелевого сплава (содержащего, %: никель 97; кобальт 2; железо до 0,7; углерод до 0,3),литейцого чугуна ЛК, силикокальция СК 30, сплава ФСЗОРЗМЗО, графитового боя, металлического магния М 2Расплав перегревают до 1440- 1450 С, выпускают в ковш, затем вводят принудительно магний путем погружения с помощью металлической штанги. Первоначально в печь загружают литейный чугун ЛК, затем полупродукт никелевого сплава с последующей 20 добавкой перед выпуском расплава силикокальция и сплава ФСЗОРЗМЗО,Шихта для получения модификатора состава 2 (табл. 1) содержит, кг: 25 На 100 кг На 500 кг шихты шихтыСнижение стоимости модификатораопределяют по Формуле где С - себестоимость предлагаемого состава модификатора,руб./т;50С м - себестоимость известногосостава модификатора,руб./т.Себестоимость для всех модифи.:атоРов (С , и С , ), приведенных в55табл, 1, определяют по формуле где С - оптовая цена за 1% элементав 1 т модификатора, руб.;и - содержание элемента в модиФикаторе, %,Подставляя даццые по стоимостиэлементов, входящих в состав модификатора, в Формулу стоимости модификатора Сц = ,Е С и, голучают ориентировочцую себестоимость составов модиФикатора 1-6 (табл. 2),Средняя себестоимость испытываемых модификаторов (составы 1-3) составляет 1742 руб./т, себестоимостьизвестного модификатора 3024 руб./т,снижение стоимости модификатора1282 руб./т.Проверка эффективности действиямодификатора проведена на составе чугуна, содержащем, мас.%: углерод3,6; кремний 2,4; марганец 0,3; хром0,01; Фосфор 0,02; сера 0,02.Исходный чугун выплавляют в индукционной печи емкостью 30 кг. Температура чугуна при модифицировании1420 С. Модифицировацие проводят путем подачи модификатора на дно ковша перед выпуском металла из печи.Количество вводимого модификатора1,5% от массы жидкого чугуна.Для исследования структуры, меха-нических свойств отливают трефовидные пробы. Результаты испытаний механических свойств чугуна приведеныв табл. 2.Проверка предлагаемого модификатора (составы 1-3) показывает эффективность его применения для модифи-цирования чугуна. Так, предел прочности ири растяжении, относительноеудлинение, ударная вязкость находятся ца одном уровне с механическимисвойствами чугуна, модифицированногоизвестным составом, при снижении егосебестоимости. Ф о р м у л а изобретения Модификатор для чугуна, содержащий магний, кальций, редкоземельные металлы (РЗМ), железо, кобальт, никель и кремний, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения его себестоимости при сохранении механи-. ческих свойств чугуна, он дополнич тельно содержит углерод при следующем соотношении компонентов, мас.%:Магний 6-15Кальций 0,5-2,51390253 Фабюябаи аАмит увывафнМ 4 Сбяебваяне канкоаевуев, иас. 2 Сдавав 1 еь о,2 ю 5 ю 5 . а 5 О 1,5 46 О,5 50 1 20 5 бО О, 5 25 0 5 5 осеаяьяое 1 1ю а О,5 О,2 п Фбф 2 5 1О,5 о,з в Ф Иввесуямй состав Таблица 2 СебестоСтруктурачугуна Механические свойства модифицированногочугуна НВ а,д% МПа210 90 3024 510 Составитель Н.ШепитькоТехред М.Моргентал Корректор М.Пожо Редактор В,Петраш Закаэ 2592 Тираж 594 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набаа д, 4/5Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 РЗМЖелезоКобальт Состав испытуемых модифи- каторов О, 1-1,5 5-40 О, 1-1,5