Модифицирующая смесь

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ КРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ Я М.И.Карпенкович кисьеди Силик барий 5-23 12 6 6 - 12 ридов циркония ющее и упроцняюбеспецивает изи графита, повыские свойствастабилизации и против многоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(56) Авторское свидетельство СССРМ 749902, кл. С 21 С 1/ОО, 1978.Авторское свидетельство СССРН 1232688, кл. С 21 С 1/10, 198 Й. 54) МОДИФИЦИРУЯАЯ СМЕС(57) Изобретение от,осится к металлургии, а именно к модификаторам Изобретение относится к металлургии, а именно к модификаторам жидкого чугуна, используемым при производстве отливок из высокопрочныхдоэвтектических чугунов, обладающихповышенными характеристиками стой"кости против многократного удара ипредела текучести при изгибе.Целью изобретения является повышение стойкости чугуна против многократного удара.Предлагаемая модифицирующая смесьсодержит борную кислоту, окись меди,силикобарий, иттрий, нитриды крем"ния, карбонитриды циркония и известковую муку при следующем соотношениикомпонентов, мас,Борнаякислота 15 25,801565895 А 1 51) С 21 С 1/10, С 22 С 35/00 жидкого чугуна, используемым при прбизводстве отливок из высокопрочных доэвтектицеских чугунов, обладающих повышенными характеристиками стойкости против многократного удара и предела текуцести при изгибе. Цель изобретения - повышение стойкости чугуна против многократного удара. Модифицирущая смесь содержит, мас.3: борная кислота 15 - 25; окись меди 10 - 17; силикобарий 15 - 23; нитри ды кремния 12 - 17, иттрий 11 - 15; карбонитриды циркония 6 - 16; известковая мука 6 - 12. Использование модифицирующей смеси позволяет увеличить стойкость чугуна против многократного удара на 130 - 220 циклов1 табл. НитридыкремнияИттрийКарбонитриды цирконилИзвестковая мукаВведение карбояи усиливает модифицир щее влияние смеси, мельчение структуры шает упруго-пластич чугуна, способствуе повышению стойкости658 Э 5 35 30 35 40 50 3 15 кратного удара и эксплуатационных свойств. Ори концентрации карбонитридов циркония до 6 мас.3 диспераност структуры и графита в чугуне, модифицирующая и упрочняющая способность низкие, а увеличение содержания карбонитридов циркония более 16 мас,3 повышает содержание неметаллических включений по границам зе, рен, снижает вязко-пластическиесвойства чугуна, однородность структуры, стабильность механических , свойств чугуна и способность чугуна противостоять многократным ударам.Иттрий введен как сильный раскис, литель и сфероидизатор графита, повышающий отбел и дисперсность структуры в питом состоянии, упрочняющий структуру и повышающий стойкость чугуна против многократного удара, механические и эксплуатационные свой ства. Его содержание принято от11 мас,3, с которого начинает проявляться его сфероидизирующее и упроч няющее влияние, и ограничено концентрацией 15 мас.3, выше которой повышаются угар и нестабильность стойкости чугуна против многократного удара и механических свойств.Нитриды кремния измельчают структуру чугуна при модифицировании, улучшают компактность структурных составляющих, повышают трещиностойкость, графитизирующую способность, предел текучести, прочность, модульсдвига и стойкость чугуна против многократного удара. При концентрации нитридов кремния до 12 мас.3 измельчение структуры и величины стойкости против многократного удара имодуля сдвига недостаточны, а приувеличении нитридов кремния более17 мас.З увеличивается концентрациянеметаллических включений в чугуне, повышается брак по отсеру, что приводит к снижению модуля сдвига, стойкости против многократного удара, пластических и эксплуатационныхсвойств чугуна.Известковая мука рафинирует и модифицирует железоуглеродистый расплав, повышая пластические свойства, трещиностойкость, стойкость против многократного удара и модуль сдвига. При ее концентрации до 6 мас.В пластические свойства, стойкость против многократного удара и модульсдвига чугуна низкие, а при концентрации в смеси известковой муки более 12 мас.3 повышается угар компонентов и сни" жаются модуль сдвига, стойкость против многократного удара, предел текучести и эксплуатационная стойкость.Введение 10 - 17 мас. окиси меди обеспечивает снижение и выравнивание твердости чугуна, повышение графитизирующей способности, литейных свойств; дисперсности и равномерности структуры, что приводит к повышению ударной вязкости, предела текучести, стойкости против многократного удара, модуля сдвига чугуна в отливках после термообработки, При концентра- ции окиси меди менее 10 мас. отмечаются повышение твердости, снижение пластических свойств и модуля сдвига, а при увеличении концентрации более 17 нас.3 увеличиваются ликвация, отсер, неоднородность структуры чугуна в отливках, что приводит к снижению ударной вязкости, стойкости против многократного удара, модуля сдвига и стабильности механических свойств.Борная кислота в количестве 15 25 мас.3 обеспечивает дополнительное модифицирование чугуна бором, ловы" шение графитизирующей способности чугуна и снижение твердости, повышение сопротивляемости ударам, предела .текучести и модуля сдвига. Верхний предел концентрации борной кислоты в смеси ограничен содержанием 25 мас,.".выше которого увеличивают" ся неоднородность структуры и герметичность чугуна в отливках, снижаются стойкость против многократного удара, эксплуатационные свойства, мо" дуль сдвига и предел текучести. При снижении концентрации борной кислоты менее 15 мас.й отмечаются низкие ха" рактеристики стойкости против много" кратного удара механических свойств и степени графитиза ции чугуна .Силикобарий введен как эффективная Раскисляющая, модифицирующая и графитизирующая добавка, При его содержании более 23 мас. повышаются угар смеси, неоднородность структуры, стойкость против многократного удара снижаются механические свойства. При концентрации силикобария до 15 мас, снижается графитизирующая способность смеси, увеличивается содержание перлита в структуре, что снижает модуль сдвига, стойкость против многократно1565895 6при модифицировании их известнойсмесью (состав 1). Сопоставительныйанализ затрат на модифицирование чугунов, графитиэируюцей способностии механических свойств модифицированных высокопрочных чугунов после термической обработки показал, что отиспользования предлагаемой модифици 1 О рующей смеси можно получить значительный экономический эффект. Приэтом повышаются механические и технологические свойства модифицирован -ных чугунов (трещиностойкость, жидкотекучесть и др.).Применение предлагаемой модифицирующей смеси позволит улучшить стой"кость против многократного удара,эксплуатационную стойкость и механи 20 ческие свойства при одновременномсокращении продолжительности графитизирующего отжига белого чугуна наферрито-перлитный ковкий чугун. 10 -17 15 - 23 медиСиликобарийНитридыкремнияИттрийКарбонитриды цирконияИзвестковая мука 40 Л 2 - 17 11 - 15 45 6 - 16 6-12 50 го удара, пластические свойства иэксплуатационные свойства.П р и м е р. Плавки чугунов проводят в открытых индукционных печахДля обработки используют доэвтектические чугуны следующего состава, "мас. 3: углерод 2,3 - 2,4 ф .кремний1,0 - 1,1, марганец 0,3 - 0,11; хромО,ОЙ - 0,06; сера 0,05 - 0,.06; Фосфор 0,06 - 0,07; железо остальное.Для модифицирования чугуна используют пять составов предлагаемой модифицирующей смеси и известную модифицирующую смесь в количестве .0,123от массы чугуна. Модифицирующие смеси изготавливают дроблением иттрия,силикобария, карбонитридов цирконияи перемешиванием их с порошками борной кислоты, окиси меди, нитридовкремния и известковой муки. Составымодифицирующих смесей представленыв таблице.Из модифицированного чугуна отливают технологические пробы и образцы для механических испытаний10 -16 мм.Технологические свойства модифицированных чугунов определяют настандартных литых пробах, а механические свойства - на образцах Ф 1 О16 мм после проведения термическойобработки: нагрев до 960-980 С, выдержка при этой температуре 3,5 ч,охлаждение до 730 С, выдержка при720-730 С в течение ч ц, окончательное охлаждение на воздухе, Общийцикл термической обработки 17 ч.Стойкость против многократного ударапри симметричном изгибе образцовдиаметром 10 мм и длиной 100 мм принагрузке 30 кгс определяют на машинеТУИ. Механические и технологицеские свойства модифицированных чугунов приведены в таблице,Как видно иэ таблицы, чугуны, модифицированные предлагаемой смесьюсоставов 2 - 4, обладают более высокими механическими свойствами, чем 25 Формула изобретения Модифицирующая смесь, содержащаяборную кислоту, окись меди и силикобарий, о т л и ч а ю щ. а я с я тем, ЗО что, с целью повышения стойкости чугуна,против многократного удара, оно дополнительно содержит иттрий, карбонитриды циркония, нитриды кремния и известковую муку при следующем соотношении компонентов, мас. 3:Борнаякислота 25 Окисье о оо млФ с 3а 1оооа л оо ь а м л оо сЧ ф ъО СО лл в о е 1 о Х о СОф СО1 о о Х Ф В а а ао мО а а Х Х о Э у Х е о СО -Ф1о х 1 о а а 1 е х з 1 У Х сЕ11Щ о о11 11 1 1 1 11 11 11 1 1 1 111 1 1 1 1 1 1 11 11 1 111 1 эХ 8 У Х Ю Х о Са Ф о 3 Х 9 Х оМ оо х е 9 еь Х Х Х Ц е 9 33 Е а о Э СЕ о СЭ1 Л Е1 С1 СЕйео сес1 Х цт3 31 О 3-Х1 с 31 1 Св 1 Э 3 Х С ХСГ 1- - Х ЭОохохе 1 аоо ае Эс 1 с 3" х с а%а 1 13" "щ я ок ХЭЗ т- -ФсЧ