Способ получения чугуна с шаровидным графитом

,15 1)5 1 О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ таллур спо- чугуеУ й го Пр и параметров в предобоснован следуюжается. Легиро рующими аколичеств ание расплава гомогенизиотированными брикетами в 0,2-0,1 мас.% стабипизисс плавки и усвоение расп не доа чу- старует пр Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Гомельский политехнический институт(56) Ципин И.ОВысокопрочный чугун с шаровидным графитом.-М.: 1958, с.51Авторское свидетельство СССР У 865917, кл. С 21 С 1/00, 1979. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ(57) Изобретение относится к металлур гии и может быть использовано при производстве отливок из чугуна с шаровидной формой графита (ЧШГ). Цель изобретения - повышение предела прочности чугуна при растяжении, ударной вязкости и фрикционной стойкости. Новый способ получения ЧШГ включает расплавление шихты, перегрев расплаИзобретение относится к ме гии, в частности к разработке собов получения высокопрочных нов с шаровидным графитом,Цель изобретения - повышение дела прочности при растяжении ч на, ударной вязкости и фрикцион стойкости. Выбор приемов лагаемом способе щим образом.ва, легирование гомогенизирующими аэо.тированными брикетами в количестве0,2-1,0 мас.%, раскисление при выпуске в ковш карбидами бария в количестве 0,1-0, мас.%, введение в ковшв качестве графитизаторов боридов ипоследующее ремодифицирование расплава смесью нитридов редкоземельныхэлементов цериевой группы и твердойуглекислоты, взятых в соотношении(2-5) :1, в количестве 0,0240,075 мас.%, Применение при легировании аэотировэпных брикетов, при раскислении карбидов бария, а также использование в качестве графитизатораборидов и проведение ремодифицирования расплава смесью нитридов РЗМ цериевой группы и твердой углекислотыпозволяет повысить предел прочностичугуна 6 ц в 1,6-1,8 раза, улучшитьфрикционные свойства в 1,7-2,6 раза.2 табл. лавом аустенитообразующих элементов, усиливает его гомогенизацию и однородность, что повышает механические свойства ччгчна, снижает остаточные термические напряжения в литом металле и повышает стабильность уцру-пластических и фрикционных свойств и увеличении присадки в расплав более 1,0 мас.%. гомогенизирчющих азотированных брикетов значительнО снктемпература расплава, ухудшается процесс растворения иется однородная структур у в отливках, что снижаетбильность механических свойств.Ниж 534059ний предел концентрации аэотированныхбрикетов (0,2 мас.%) обусловлен не-.достаточным гомогениэирующим и микролегирующим влиянием при более низкихконцентрациях, что снижает характеристики ударной вязкости, трещиностойкости и фрикционных свойств,При раскислении расплава карбидами бария в количестве 0,1-0,7 мас.% 10благодаря их высокой х иической активности в расплаве и,циссоциации на, барий и углерод достигается интенсив, ное перемешивание расплава и удаление кислорода, что снижает содержание неметаллических включений в чугуне и повышение его однородности истабильности механических свойств.При раскислейии расплава карбидамибария в количестве до 0,1 мас.Е, интенсивность процессов перемешивания, расплава и удаление кислорода недостаточны, а однородность чугуна истабильность механических свойствнизкие. Верхний предел введения карбидов бария (0,7 мас. ) обусловленувеличением угара лег ирующих элементови снижением стабильности фрикционныхсвойств и хрупкой прочности,. При внепечной обработке в качестве щграфитизаторов используют бориды, ав качестве ремодификаторов - смесьнитридов редкоземельных элементовцериевой группы и твердой углекнслсты, взятых в соотношении (2-5):1в количестве 0,024-0,075 мас.%,этосоздает дополнительные центры кристаллизации и активные эародьппи графита, ято повьппает дисперность структуры чугуна и стабильность его упруго-пластических и Фрикционных свойстви снижает остаточные термические напряжения,Выбор боридов в качестве графитизирующих модификаторов связан с их 4высокой стабильностью в расплавах свысокой температурой перегрева благодаря низкой активности при взаимодействии с углеродом, кислородом исерой, что исключает образование ссединений, переходящих в шлак, и увеличивает продолжительность сохранения модифицирующего эффекта, способствуя повышению предела прочностипри растяжении н стабильности меха 55нических свойств,При введении в расплав смеси нитридов редкоземельных элементов церневой группы и углекислоты, взятых в соотношении (2-5) г 1, в количестве до 0,024 мас,% эффективность процесса ремодифицирования недостаточна, повьппается склонность чугуна к возникновению анормальных н анизотропных структур и степень Ферритизации металлической основы в литых изделиях и значительно снижаются фрикционная износостойкость и предел прочности при растяженжл, При введении ремодификаторов в количестве более 0,075 мас.,% повышается концентрация в чугуне неметалличеаких включений и снижаются стабильность структуры, ударная вязкость, механические свойства, повышаются остаточные термические напряжения и склонность к трещинам, Концентрация твердой углекислоты в смеси определена экспериментально с учетом более полного усвое" ния ремодификатора. При ремодифицировании расплава смесью редкоземельных металлов цериевой группы и твердой углекислоты, взятых в соотношении менее 2;1, повьппаются угар и потери модификаторов и химически-активных элементов и снижаются прочностные и Фрикционные свойства, а при их соотношении более .5",1 снижается скорость растворения, повышается концентрация неметаллических включений, что ухудшает стабильность структуры и упруго- пластические свойства.Способ осуществляется следующим образом.Плавку чугуна проводят в открытых индукционных печах из шихты, содержащей передельные чугуны и чугунный лом,стальной высечки, возврата производства, гранулированного ферроникеля, азотированных брикетов аустенитообразующнх металпов и Ферросцлавов. Содержание Фосфора в шихте 0,005- 0,05 мас. . Перегрев расплава в печи 1450-1550 С. Аустенитообразующне элементы вводят в количестве 0,88-4,05% от массы расплава, а после выдержки расплава в течение 3-5 мин проводят микролегирование азотированными прессованньми брикетами, полученными из азотированного ферромолибдена, порошков нитридов хрома и марганца илибрикетов карбонитридов этих аустенитообразующих элементов. При выпуске расплава из печи в раздаточный ковш проводят присадку раскислителей, Модифицирование чугуна проводят в разливочных ковшах при выпуске в.них рас5 15плава иэ раздаточных ковшей, а передразливкой в модифицированный расплав вводят ремодифицирующие смесив количестве 0,024-0,0757. от массырасплава,В табл.1 приведены параметры выполнения предлагаемого и известногоспособов получения чугуна с шаровидным графитом опытных плавок,При выполнении плавки с использованием известного способа получениячугуна миролегирование расплава гомогенизирующими азотированными брикетами не проводят, а при раскислении вводят силикокалъций в количестве 0,8 мас.7 и алюминий в количестве 0,5 мас.й. Максимальную температуру перегрева, приведенную в табл,1,замеряют при проведении легированиярасплава аустенитообразующими эле"ментами. Температура расплава примодифицировании 1410-1430 С, а привведении ремодификаторов 1390-1405 С.Проводят заливку расплава в песчано-глинистые формы для полученияизносостойких отливок, образцов длямеханических испытаний и технологических проб после присадки ремодификатора не позднее, чем через 12 мин(оптимально 3-8 мин). Остаточныетермические напряжения определяютна решетчатых пробах с брусьями Ф 12и 20 мм, жидкотекучесть - на спиральных пробах Кери, трещиностойкость -на звездообразных технологическихпробах.На образцах в литом состоянии определяют механические свойства, используя методики по ГОСТ 9454-78 иобразцы 101055 типа 8 и по ГОСТ497-85 9 10 мм.Механические и технологическиесвойства чугунов с шаровидным графитом опытных плавок приведены в табл,2. 34059 6Металлографические исследованияструктуры чугунов и их фрикционныхсвойств проводят после термическойобработки, включающей изотермическую выдержку при 370-400 С в течение 1,2-2 ч и охлаждение на воздухе.В высокопрочных чугунах, полученныхпредлагаемым способом, металлографические исследования структуры выявляют более высокую дисперсностьбейнита, чем в чугунах, полученныхизвестным способом.Как видно из табл.2, предлагаемыйспособ получения чугуна обеспечиваетболее высокие механические (в 1,61,8 раза) и фрикционные (в 1,72,6 раза) свойства чугуна с шаровидным графитом,20 Формула изобретения Способ получения чугуна с шаро 1видным графитом, включающий расплав 25 ление шихты, перегрев расплава, легирование аустенитообразующими элементами, раскисление при выпуске в ковш,введение сфероидизаторов и графитиэаторов в ковш при выпуске в негорасплава и его последующее ремодифицирование, о т л и ч а ю щ и Й с ятем, что, с целью повышения пределапрочности при растяжении чугуна,ударной вязкости и фрикционной стойкости, легирование осуществляют гомогенизирующими азотированными брикетами в количестве 0,2-1,0 мас.Х,раскисление проводят карбидами барияв количестве 0,1-0,7 мас.Х, в качестве графитизатора используют бориды, а при ремодифицировании применяют смесь нитридов редкоземельныхэлементов цериевой группы и твердой1534059 Таблица 1 Ремодифицирование расплава,мас. 3 Способ Легирование аустенитообМикролегирование гомоРас- кислеИодифи- цирование боридами Е от Температураперегрева расплава,ге низ ирувщими азотированнымибрикетами,мас.7 ниекарбидамибария,мас.Х разующимиэлементами, Х отмассы рас.ппава Твердаяуглек ислоЦериевыеРЗИ массы расплава та Карбо- Нитнитриды риды 3,250 0,05 1450 0,1 0,002 0,02 0,004 1450 О,Э 0,06 О,04 0,012 1500 0,7 0,12 0,05 0,025 1550 0,1 0,002 0,02 0,004 1450 0,3 0,06 0,04 0,012 1500 Оэ 7 Оэ 12 Оь 05 Ою 025 1550Г 0,2Таблица 2 Остаточные Стабильность коэффициента трения, ч Пределпрочностипри растяжении,ИПа Коэффициентфрикционнойизносостойкости,Способ Ударнаявяэтермиче ские напряжения,ИПакость Дж/см 72 48 550 Составитель Н. Косторной Техред Л,Олийнык Корректор Н.Король Редактор Н. Гунько Подписное Тираж 493 Заказ 22 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж, Раущская наб., д. 4/5