Способ получения чугуна с компактным графитом

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН15658 9) 8 С 21 С 1 Е И РЕ ЧЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ рнойзработ Иэобретеметаллургии относится частности посоным получения цугуна с афитом.обретенил - сок льности графити ращениезирующего продолжит отжига.Способ ным графи ние чугун кого мета луцения вклюца гуна с компакт- в себя получеи дроби иэ жиде расплавление форму и термиок иэ белого . омпактного гра" х г ла, повторну расплавааботку отли получения их, залив цескую об чугуна дл фита. Скорость охлажд гранулировании опр всего размерами по При центробежном с ния получаются гра 5 мм. В гранулах т лизуется скорость 3000 С/с. ния чугуна деляется пр учаемых гра особе грану улы размеро кого размер хлаждения 1 риждеул.ирова 1 5000 ГОСУААРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛЯРЫТИЯПРИ ГННТ СССР(51) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С КОМ"ПАКТНЫМ ГРАФИТОМ(57) Изобретение может быть использовано для изготовления различныхдеталей, изготовляемых из ковкого чугуна. Цель изобретения - сокращениепродолжительности графитизирующегоотжига, Для этого расплав чугунагранулируют со скоростью охлаждения3000 - 15000 С/с, затем повторно расплавляют полуценные гранулы. Использование в шихте чугунных гранул позволяет сократить время графитиэирующего отжига белого чугуна в сравнениис традиционным режимоМ отжига в 2,022 раза, 3 табл. Скорость охлаждения чугуна менее 3000 С/с является нецелесообразнои, так как структура йолучаемых при этом гранул не отвечает предъявляемым требованиям по дисперсности, структура феф гранул становится крупнодисперсной., (;ДСкорость охлаждения чугуна более ф 15000 С/с при указанном способе по- (;д луцения гранул технологически трудно р достигаемалОсобенность использования чугунных гранул в качестве шихтовых материалов заключается в том, цто сами гранулы, закристаллиэовавшиеся с высокой скоростью охлаждения и, следовательно, с большим переохлаждением, характеризуются дисперсной, неустойчивой структурой белого чугуна, Эти особенности структуры гранул наследуются полученным при их расплавлении чугуном. Повышеннал склонность к образованию метастабильных структур позволяет увеличить углеродный эквивалент3 15658(до Сз4,3) расплава с гарантированный получением в отливке белого Чугуна, при этом значительно улучшаютсялитейные свойства по сравнению с белым чугуном, традиционна используемымдля получения ковкого чугуна (С3,0 " 3,6). Кроме того увеличениеуглеродного эквивалента и снижениеустойчивости карбидов спосб 5 ствуютсокращению длительности термическойобработки.Таким образом, сокращение длительности графитизирующего отжига белогочугуна при использовании способаобъясняется сохранением дисперсностии повышенной неустойчивостью карбидных Фаз белого чугуна в отливках,характерных для структуры исходныхгранул, а также повышением углерод ного эквивалента белого чугуна и,следовательно, повышением его графи тизирующей способности в процессе отжигаП р и м е р. Чугун выплавляют в . 2,лабораторных условиях в высокочастотной индукционной тигельной печи вмес тимостью 40 кг с основной Футеровкой,Шихта состоит из предельного чугуна ПЛ 2 и стальных отходов. Расплавчугуна охлаждают со скоростью 300015000 С/с путем его гранулированияс последующим расплавлением гранулдля получения исходного белого чугу на.Гранулы получают распылением струи Зметалла, перегретого до 1480 - 1500 СчЭ, водой на грануляторе центробежногодействияПри данном способе гранулирования получаются гранулы размером1 - 5 мм. В гранулах такого размерареализуется скорость охлаждения3000 - 15000 С/с. Гранулы размером1,3 и 5 мм, охлажденные со скоростью15000, 5000 и 3000 С/с соответственно, расплавляют, перегревают металлдо 1370 - 1400 С и заливают его вформу, затем термообрабатывают. Длясравнения получают белый чугун,традиционно используемый для получения ковкого чугуна.Из чугунов, полученных по извест-,,ной и предлагаемой технологиям, за 94 4ливают пробы для, определения, литейныхсвойств (жидкотекуцесть, объем усадочных дефектов) и пробы, из которыхизготавливают образцы для механичес-.ких испытаний. Литые образцы подвергают термической обработке для получения перлитной и Ферритной структурметаллической основы.Режимы термической обработки приведены в табл. 1 и 2,.а литейные имеханические свойства полученных чугунов - в табл, 3,Положительный эффект достигаетсяза счет сокращения расхода энергии,уменьшения эксплуатационных расходовна термическое оборудование, повыше"ния производительности печей, сокращения цикла изготовления отливок иявляется результатом сокращения в2,0 - 2,5 раза длительности графитизирующего отжига белого чугуна .Высокие скорости охлаждения.расплава, характерные для процесса гранулирования, позволяют обеспечивать вгранулах и в отливках структуру белого чугуна при повышенном содержанииуглерода и кремния (углеродный эквивалент повышается с 3,0 - 3,6 доО 14,2 - 4,34) Это приводит к уменьшению интервала кристаллизации и улучшению линейных свойств. Повышениежидкотекучести позволяет расширитьноменклатуру изготовляемых тонкостенных отливок, а уменьшение усадкиобеспечивает возможность снижениямассы прибылей, цто приводит к достижению дополнительного положительногоэффекта.Формула изобретения, Способ получения чугуна с компактным графитом, включающий расплавление шихты, заливку в Форму, выдержку до кристаллизации, графитизирующий отжиг, о т л и ц а ю щ и й с я тем, что, с целью сокрашения продолжительности графитизирующего отжига, расплав. дополнительно гранулируют со скоростью охлаждения 3000о15000 С/с, после чего вновь расплавляют и заливают в Форму.Табл и ца 2 3 титит и т еи Чугун 2 12 Стадии термообработки Получение перлитного чугуна:нагрев до 930-950 Свыдержка при 930-950 фСохлаждение до 900.Сохлаждение на воздухенагрев до 680690 С ивыдержка (для получениязернистого перлита)охлаждение с печью до ЯО Сохлаждение на воздухевсегоПолучение ферритного чугуна:нагрев до 930950 Свыдержка при 930-950 Сохлаждение промежуточноедо 760"Сконтролируемое охлаждениес 760 до 700 Сохлаждение с печью до ЯО Сохлаждение на воздухевсего Структура при выдержкепри 930-950 С, ч Извест Аустенит+ Аустенит+ный цементит графит,Предла- Аустенит+ То жегаемый графит Режим термообработкичугуна, ч известного предлагаемого. Структура при длительностиохлаждения с 760 до 700 С,ч 53 ферритаФ 1003 феррита,953 перлита, графитграФит100 феррита 1 ООЖ феррита1 565894 Табли ца 3 Чугун Литейные свойства Механические свойства Жидкотеку" Объем усачесть Ь, мм, дочных депри Т 1450 С фектов, Ф 6, МПа 6,д, МПа Ф р 4 1 НВ 260 12 163 490 3 249 300 270 10-12 163 500 2-3 249 820 П р и м е ч а н и е, В числителе данные ферритного чугуна, а в знаменателе - перлитного чугуна (для предлагаемого чугуна взнаменателе приведены данные о механических свойствахпосле проведения отжига по режиму, при котором длительность выдержки при 930-950 С сокращена с 12 до2 ч, а длительность охлаждения с 760 до 700 С с14 до 4 ч) Редактор И.Дербак Заказ 1199 Тираж 496 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 М ВПроизводственно-издательскии комбинат Патент , г Ужгород, ул. а арм 11 11л. Гага ина 101 Известный1 редла"чаемый 370 600 380 620 Составитель Е.АрхипенковаТехред И.Дидьж Корректор Э.Лончакова