Брикет для модифицирования чугуна

(51)4 С 22 С 35/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(46) 07.09.89. Бюп, Р 33 (71) Гомельский политехнический институт(56) Патент Франции У 2224266, клС 21 С 1/08, 1973.Авторское свидетельство СССР У 1002362) кл . С 2 1 С /08, 1983.Авторское свидетельство СССР Р 1109442, кл . С 21 С 1/08, 1984. (54) БРИКЕТ 1 ЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУ- ГУНА Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству высокопрочных чугунов.Наиболее близким к предлагаемому является брикет для модифициро" вания чугуна следующего химическо- го состава, мас .7:Силикобарий 10-20Железо-кремний-магний-кальциеваялигатура 35-55Стальная дробь 20-30Алюминий ОстальноеРасход брикетов составляет 1,8 Х от массы расплава. При модифицировании чугуна, содержащего, мас.7: углерод 3,5-3,7; кремний 2, 1-2,3; марганец 0,5-0,6; сера 0,05-0,10; фосфор О, 10-0, 14; известный модификатор обеспечивает в отливках следующие механические свойства: пре 2(57) Изобретение относится к металлургии. С целью повышения упруго- пластических свойств обрабатываемого сплава брикет для модифицирования, содержщаий силикобарий, стальную дробь, жепезо-кремний-магний- кальциевую лигатуру и алюминий, дополнительно содержит карбиды кремния, бориды иттрия и цинк при следующем соотношении компонентов, мас.7.: силикобарий 5-16; лигатура ЖКМК 35-55; стальная дробь 2-10; карбиды кремния 13-18; бориды иттрия 3-10; цинк 3-7; алюминий 3-20, Брикет вводят в чугун в количестве 0,287. от массы расплава, 2 табл. дел прочности при растяжении 350 -446 МПа; относительное удлинение0,5-4,9 Х, Форма графита в чугунепреимущественно вермикулярная, содер" жанне шаровидных включений графитадо 303, количество графитных включений до 80 на 1 см. Недостаткомэтого брикета является нестабильЖ ность структуры и свойств обрабатываемого чугуна в отливках.00Цель изобретения - повышение количества графитных включений и упругопластических свойств чугуна. Поставленная цель достигается тем, что брикет для модифицированил чугуна, содержащий силикобарий, железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру, стальную дробь и алюминии, дополнительно содержит карбиды кремния, бориды иттрия н цинк при сле(.ХТ;:. Т)1 Ч 55 с) "г г:ВДГТтрдпииувелич. пчествоугу(3 дующем соотнопсши компонентов,мдс,%:Силсскобарий 5-1 бБесс ез о-кр емшш- Д ПИЕС-СД)СЬЕПССТ)ДЯ лигатура 35-551 дрбидыкрелпсия 13-181,ориды иттрия 3-10Стальная дробь 2-10Цишс 3-73")ЛОЛ 1 ШСй 3-20Допоттстельное введение карбидакрегшия увеличи)ает граГстзру 0 цуо и сд 61)нзе )уюцую сп осе 6 пость6 рикетд, повьпцдет тре:пносто 1 сость,колпчесно графТон)с вкопоч(п)й и ИПДСтнПост Ь УГ;ТПД.с;1 Р(СНЕ 1;Р ССПТП 13 ОС 5 Т В )с 1 СН:1 сПДЕСТИ 1)НСД .Т 1 РОТЬ 11 1 РИСтс)Л)ПЕЗс)ПТЕ 1 (83.С), 533;15)Тес устоГтп 31 и прт гг 11031.О:"С ВЬТЦГРжСС РаСПЛДНД ПРП тСМ- г рдтурдх до 1500"С и способст)уо- , 310 1:3 (,ттсн:0 Гтруктурь, ри О 1 Ог 6С ;Т)Гпп 1 )дсхОДУетс 5 и;с Рс 1 с -1 ;И ЧССТИтНО ПГСС ОПТ,Рркн. .р:д: С Г с "Т. итраси КГр 63)дон .р и;шся ( 8:сГ а 7) обуслов.сепсшжсп;с:; )т. д,0-ек;)ос и тр пщгстайн) 1 е,)и 60:сс. 13 ысок;3:. к)ПгнТрдцн ) "1 ТО Сис.сС(31 Сд 6:13 ни Т аРУ 3.; (Г ПтСССС.: ".ПОйСт. оргдь ТГГтрп)г СПОСО 6 СТПрОт ИЗМС. ТТЧСЕПТЮ И ГЕТСРОГЕТИЗа 13 СТРУК- г). Пзг. у на п)ецотвп 1 цгдОт С);)д зо 3 д - 3.с 1 т) с 1" . т а с 110с дтс ьР Й (1) О т)ттт) ( РСп СЧИ ТДОТ С 013 ТЗЕНТЕР гДР Нон Т)5 ЗГСОч г:яОСТО.Г)Г Т г 1 гт (1 Ст г)гг(. Гг 1 рс(ьг С),гч60;)доз ;Со 3 Г С ТХ НПТ гС. На 1 (.и( Гт)а Т 1;ПД СК.ДЗЫТ( Г"(ТПТ(ОТТ 1 ГО Д ПТТ)1 КоТТТ(Н -гс са ча ТТХ 60 П " 1 0 Г 1) С/с псмсталличсских нключений по граница зерен и снижаотсл упругопластичсс;ие снойства13 отличие от механизмов действия кдр 6 идов кремния 3 6 оридов иттрия, Со)ДД(гЬтссх ДОПОЛПГГЕЛЬНЫЕ ЦЕНТРЫ кргсстдллизации и обеспечивающих при приятых в брикете их концентрацияхрГтесзирующее влияИе на чугун, сстнс осдзывает отбе:сивающес влияше, является поверхностно-активным лоцсссткдторолс, обеспечивающим в ПРОЦЕССЕ КРЕГСТДЛТПЗссЦИСГ ЧУГУНа Обраовдние нд поверхности неметал- ЛИЕГ 1 СИХ ВТСП 0(С 3 И 1 1 КРИСТаЛЛОВ ТОН кпх пленок, что огрдпчинает их рост, сшждет склонность Геметалли(.313)(х в 1(лочс п 1 й к кОдгу)151 цни и понидет, пспрссос гь структуры. При косцсптрдцп;т и брск тс более 7 мас,% ;инка и ",лается 0,6 л тугунд и (3 ЕЖ( ГО ГГ5".11) УГ(ДСТИ ССКГ С С 303 С;:. Пр: атс у.131,.СС Ес"О ВЗаИ:;геС )С С Г.1 3(.; г, Кд.ЕЬцИЕМ,ба- .(М, ТС СГТИжТЕТ КОЛСПсТКТНОСТЬ Грагп гд и упе)исс 1)се содержание пеме- ТД. ;гТС)ССЕк ВСПОЧСП В СУГУНЕ, 11 Г,г,ср Т(дне 3111(с) лс)ссе 3% ИОни ждю;. Пластические свойства чугуна.,". ГМИШй В КОа 1 нтЕСтВЕ 3-20 МДС.% Го( т,Пд брикета Окд )ьшдет рдскисляюо с. и "рдитсзтруоцее влияния,О)6 с.1 пует лг)высе 1 О тех 10 логиче (.(.1.: 1 т,пру 1 Оп:1 дстичРГке 1 х свойств у.упд. Ег,) с онцснтрдция принята от ( О 1, Е.):" 11(1 Я В 6 Р 1 ,РТ С 3 МДС% С КО- т. )Ого пдппдют скдзшдться его рас-П., 5 Г3 РС 1 Е 1 ОДН Я 1 ТПР 0 СС 1)ЛИЯНИЯ),срждпсм (20 масс%),шпае котоу(3)п)3)дС 5 сен(006)разоваете,1 огасСС 5 1 ОТ)СТОТЕ, ГП 1 жаОТСЯС)рднЧГЬс Стру;Тссрг Ст гсТ 3 ГО- .л "с ские свойства тугунд в отливС(Тлисобдрий и моди(1 Л 1 цир ующембрикете повыГ(1 ет тсо:ичестно граитных;клочений, технологические и механические свойства, трещипостойкость, снижает остдто ные термические Егдпряжения чугуна н отливках, способствуя повышеив упругопластических свойств чугуна, 11 о при повышении концентрации сигснкобария более 16% увеличивается содержание30 50 неметаллических включений и снижаются упругопластические свойства,А при концентрации силикобария до5% количество графитных включений5и механические свойства чугуна низкие.Стальная дробь снижает количество графитовых включений в чугунеи его пластические свойства, поэтому ее содержание ограничено концентрацией в брикете 10%, выше которой снижаются упругопластическиесвойства чугуна в отливках,Лигатура ЖКМК в количестве 35-55% 15оказывает сфероидизирующее влияниена графитовые включения, повышаетих количество и упругопластическиесвойства чугуна. При концентрациилигатуры ЖКМК в брикете до 35% модифицирующий эффект и упругопластические свойства низкие, а при концентрации ее более 55% увеличивается пироэффект и снижается однородность структуры и свойств чугуна в 25отливках.При раздельном и последовательномвведении компонентов модификаторав чугун снижаются их усвояемость,стабильность получаемой структурыи упругопластических свойств чугуна в отливках.При проведении испытаний используют брикеты предлагаемого составав виде плиток 50 хЗОх 20 мм, полученные из измельченных и перемешанныхисходных материалов фракций от 50 мкмдо 2 мм, полученных гидростатическимпрессованием на прессах при удельных давлениях 450-500 Г 1 Н/м . Брикет присаживают на дно литейногоковша емкостью 1,5 т в количестве0,28% от массы заливаемого чугуна.Продолжительность выдержки чугунадля получения стабильных результатов 0,5-1 мин,Опытные плавки чугунов проводятв индукционных печах с использованием чугунного и стального лома,литейных чугунов, карбюризатора иФерросплавов. Выпуск угуна в литейный ковш емкостью 1 5 т провоодят при 1400-1450 С. На дно ковшаприсаживают брикеты для модифицирования чугуна в количестве 0,28%от массы расплава. Продолжитель 55ность выдержки чугуна в ковше0,5-1 мин. Заливку модифипированного расплаа производят в песча Формула изобретения Брикет для модифицирования чугуна, содержащий силикобарий, железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру, стальную дробь и алюминий, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения количества графитовых включений и упругопластических свойств чугуна, он дополнительно содержит карбиды кремния, бориды иттрия и цинк при следующем соотношении компонентов, мас .%:Силикобарий 5-16Желез о-кр емний-магний-кальциеваялигатураКарбиды кремнияБориды иттрияЦинкСтальная дробьАлюминий 35-5513-18 3 - 10 3-7 2-10 3-20 но-глинистые формы отливок и технологических проб,В табл.1 приведены химическиесоставы брикетов для модифицирования чугунов опытных плавок,В табл.2 представлены механические и эксплуатационные свойствамодиищрованных чугунов опытныхплавок.При использовании предлагаемогобрикета для модифицирования составов 2, 3 и 4 форма графита в чугунах преимущественно шаровидная(85-90%), а при использовании брикета состава 1 - вермикулярная(70%) и шаровидная (до 30%).Производят ковшевую обработкубрикетами для модифицирования чугунов, содержащих, мас%: углерод2,9-3,1; кремний 1,7-1,9; марганец0,3-0,5; хром до 0,06; никель до0,1: сера до 0,06; фосфор 0,05-0,1и железо - остальное. Расход брикета модификатора составляет 0,28%от массы расплава, а брикета 11,8% от массы расплавленного чугуна. Заливку чугуна проводят в сухие Формы.Как видно из табл .2, предлагаемыйбрикет для модифицирования чугунаобеспечивает более высокие упругопластические свойства чугуна. Экономический эффект достигается засчет снижения расхода модифицирующего брикета и повышения механических и эксплуатационнх свойств.1505978 Таблица 1 Состав Содержание в брикете, мас.й Расход брикета, й отмассы модифицируемого чугуна Стал ьСиликобарий ЛигатураЖКМК Цинк Бориды иттрия Алюминий наядробь 1 (из- вестный) 102 16 3 10 4 5 55ет 35 3 3 45 5 6 55 7 10 13 16 18 0 Таблица 2 Повышение вязкостии Удар нвявязкостьДж/см Количествографитовыхвключений на1 см разрушения,Й 1 (из- вестный) 4512 529 3 552 4 585 Составитель Е.АрхипенковаРедактор М.Бпанар Техред М.Ходанич Корректор В,Кабаций Заказ 5393/27 Тираж 576 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5 1 ФПроизводственно-издательский комбинат Патент , г.ужгород, ул. Гагарина,10 Составбрикета Пределпрочностиприрастя"женин,МПа Относительноеудлинение, Й 4,9 10,6 11,4 12,2 Повыше"ние трещнностойкости чу"гуна, Х 5 30 34,3 38,0 Карбидыкремния Стабиль"ностьжидкотекучести, Х 71 86 89 92 15 20 13 3