Чугун для изложниц

(5 ГОСУДИРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 470329/02 (57) Изобретение относится к металлургии, (22) 18.12,89 в частности к изысканию чугунов, преднаэ- (46) 23.10.91. Бюл, М 39: наченных для отливки изложниц, и может (71) Донецкий научно-исследовательский -":-быть использовано в специализированных институт черной металлургии цехах изложниц и в литейных цехах, Цель (72) В.Л.Гуторова, В.В.Лесовой, В.А.Курга- изобретения - повышение термостойкости нов, А.А.федорко, П.Д,Стец, С,К.Камма; чугуна и стойкости изложниц. Предлагаемое Е,В.Мокров, Л.А.Крохмаль, В.В,Пакулев; . изобретение предусматривает оптимизацию Ф.С.Торопов и А,А.Горячев химического состава высокоуглеродистого чу- (53) 669.13.018 (088.8) гуна доменной плавки, применяемого для от- (56) Авторское свидетельство СССР ливки изложниц. Новым является то,что чугун М 428035, кл, С 22 С 37/10, 1976, дополнительно содержит барий при предлаАвторское свидетельство СССР " гаемом соотношении компонентов, и то, что.М 648636, кл, С 22 С 37/06, 1979. отношение суммы графитизирующих элеАвторское свидетельство СССР ментов к сумме карбидообразующих эле- М 1199820, кл. С 22 С 37/06, 1985, ментов, входящих в состав чугуна,Авторское свидетельство СССР соответствует пределам 4,6 - 8,0. ЭтообесМ 1388452, кл. С 22 С 37/06, 1988, печивает повышение термостойкости чугуИэложницы чугунные. ТУ 14 - ,12 - 14 - на на 10 - 20 и увеличивает срок службы 84. изложниц на 10 - 15, Соотношение компо- (54)ЧУГУНДЛЯ ИЗЛОЖНИЦ, нентов в предлагаемом чугуне следующее, амас.: углерод 4,1 - 4,5; кремний 0,8 - 1,2;марганец 0,5 - 1,0; хром 0,12 - 0,30; барий0,001 - 0,005; железо остальное. 1 табл. а(Ь угуне, содержащем ньшено содержание.одержание хрома и ющем соотношенииаай 0,8 - 1,20,5 - 1,0 0,12 - 0,300,001 - 0,005 Остальное ым условием повыугуна и стойкости Изобретение относится к области металлургии, в частности к изысканию чугунов,предназначенных для отливки изложниц;.работающих в условиях многократных теплосмен,Цель изобретения - повышение термостойкости чугуна и стойкости изложниц.Повысить разгаростойкость чугуна можно путем увеличения доли перлитной составляющей в его структуре при обеспечении.достаточной термической стабильности перлита, что достигается его легированием карбидообразующими элементами,В предложенном чС,31, Мп, Сги Ре, умемарганца, увеличено свведен барий при следукомпонентов, мас. :УглеродКремнийМарганецХромБарийЖелезоПри этом необходимщения термостойкости50 изложниц является получение перлитной структуры без свободных карбидов и ледебурита, что обеспечивается определенным отношением суммы графитизирующих элементов к сумме карбидообразующих элементов, входящих в состав предлагаемого чугуна, Это отношение для предлагаемого состава чугуна должно быть в пределах 4,6 - 8,0.В изобретении используется косвенное влияние бария на термостойкость чугуна, так как повышение сопротивления чугуна развитию сетки трещин разгара достигается не за счет самого бария, а за счет ввода в чугун карбидообразующих элементов, а барий позволяет увеличить пределы их содержания, способствуя графитизации в первой стадии.Следовательно, положительный эффект достигнут не только за счет дополнительного ввода бария, а за счет определенного содержания карбидообразующих и графитизирующих элементов, введенных в чугун в предложенных пределах и при предложенном их отношении.Предложенное отношение суммы графитизирующих элементов к сумме карбидообразующих элементов не может быть распространено на известные чугуны, соцержащие указанные элементы в иных пределах, так как для достижения поставленной цели при изменении соотношения компонентов, входящих в состав чугуна, требуется и иное их отношение.Таким образом, барий только в сочетании с введенными в чугун карбидообразующими элементами позволяет повысить стойкость изложниц, Совокупное действие карбидообразующих и графитизирующих элементов, введенных в предложенных пределах и при предложенном их отношении только для данного состава чугуна, позволяет повысить стойкость изложниц,Пределы содержания углерода и кремния в предлагаемом чугуне выбраны с учетом их совместного влияния на структуру чугуна. Высокое содержание углерода (4,1 - 4,5 обеспечивает получение в структуре чугуна крупного пластинчатого графита, что увеличивает термостойкость чугуна изложниц.При высоком содержании углерода в чугуне увеличение верхнего предела содержания кремния более 1,2; нецелесообразно, так как это приводит к увеличению ферритной составляющей в металлической основе при эвтектоидном превращении, что уменьшает сопротивление развитию сетки трещин разгара, Уменьшение нижнего предела содержания кремния более 0,8 приводит к 5 10 15 20 25 30 35 40 45 появлению ледебурита в структуре чугуна,что недопустимо для чугуна изложниц.Марганец в предлагаемых пределах (0,5- 1,0) обеспечивает получение перлитнойструктуры в литом состоянии, Увеличениеверхнего предела содержания марганца более 1,0;6 нежелательно, так как при наличиив чугуне хрома и снижении верхнего предела содержания кремния до 1,2 высокоесодержание марганца приводит к отбелу иопасности появления трещин. При содержании марганца менее 0,5 не обеспечивается получение перлитной структуры в литомсостоя нии,Добавка хрома в пределах,0,12 - 0,3;способствует стабилизации перлита, повышенная устойчивость которого против воздействия высоких температур связана собразованием сложного карбида (ГеСг)зСвместо цементита, При содержании хрома менее 0,12;4 не обеспечивается достаточнаятермическая стабильность перлита, что снижает сопротивление чугуна развитию сеткитрещин разгара. Увеличение верхнего предела содержания хрома более 0,3), приводит к появлению ледебурита в структуречугуна, что снижает его трещиноустойчивость.Ввод бария (0,001 - 0,005;6) достаточендля обеспечения модифицирующего действия, Благодаря ускорению первой стадииграфитообразования и замедлению второйстадии графитизации, барий позволяет расширить пределы содержания карбидообразующих элементов и при этом получить исходную перлитную структуру без наличия карбидов.Увеличение содержания бария более0,005 ф(, изменяет форму графита и приводитк получению в структуре различных переходных форм, что ухудшает свойства чугунаизложниц, При содержании бария менее0,001;( не гарантируется устранение карбидов в литой структуре чугуна изложниц приналичии карбидообразующих элементов всоставе предлагаемого чугуна.Пределы (4,6 - 8,0) отношения суммыграфитизирующих элементов к сумме карбидообраэующих элементов выбраны с учетом совместного влияния указанныхэлементов на литую структуру чугуна изложниц.Нижний предел (менее 4,6) указанногоотношения исключает такой вариант сочетания компонентов, входящих в состав предлагаемого чугуна. при котором всекарбидообразущие элементы находятся наверхнем пределе их содержания в чугуне, авсе графитизирующие элементы находятсяна нижнем пределе их содержания в чугуне.Такое сочетание графитизирующих и карби1686022 Отношение суммы графитизирующих к сумме кар- бидообразующих элементов СтойТер- мо- стойкость, циклы Механические свойстваБарий Крем- Марний ганец Углерод Хром гсжМПа ИзвеСТН ЫЙ (до- менный чугун по ТУ 14-12- 14-84 86 59 Ос 440 0,08 0,7 1,1 4,0 тальное 79 51 1,0 12 421 89 0,05 4,2 дообразующих элементов в чугуне для изложниц недопустимо, так как при этом возможно появление карбидов в литой структуре чугуна, что недопустимо для чугуна изложниц.Верхний предел (выше 8,0) указанного отношения не допускает такого сочетания компонентов, входящих в состав предлагаемого чугуна, при котором все карбидообразующие элементы находятся на нижнем пределе их содержания в чугуне, а все графитизирующие элементы - на верхнем пределе, Такое сочетание недопустимо, так как при этом снижается термическая стабильность перлита и появляется возможность выделения феррита в литой структуре чугуна, что снижает стойкость изложниц,Способ получения чугуна предлагаемого состава характеризуется простотой технологии,П р и м е р. Высокое содержание углерода в чугуне обеспечивается за счет использования жидкого передельного чугуна доменной плавки, поступающего в литейные цехи или в специализированные цехи изложниц, Заданные пределы содержания, кремния и марганца в чугуне обеспечиваются химическим составом передельного доменного чугуна большинства заводов и не требуют дополнительного ввода ферросплавов, Использование в шихте доменных печей природнолегированных руд или металлодобавок в виде металлолома приводит к получению заданных пределов содержания хрома в чугуне.Так, например жидкий доменный пере- дельный чугун содержит хром в количестве 0,12 - 0,20% и по содержанию углерода, кремния и марганца удовлетворяет пределам предлагаемого состава чугуна. Получение выбранных пределов по содержанию Массовая доля элементов, % бария в предложенном чугуне достигается при модифицировании доменного чугуна ферросилицием с барием марки ФС 75 Ба 4 (ТУ 14 - 5 - 160 - 84) в количестве 0,05 - 0,2% к массе жидкого чугуна,Ферросилиций с барием вводятся на дно чугуновозного ковша перед выпуском чугуна из доменной печи либо в литейном цехе при переливе жидкого чугуна из чугу-. новозного ковша в разливочный,В таблице приведены составы предлагаемого чугуна для отливки изложниц, а также термостойкость чугунов и стойкость изложниц приведенных составов в сопоставлении со свойствами известного чугуна,Термостойкость чугунов определяют в литом состоянии по режиму: нагрев до 800 С, охлаждение водой, Термостойкость оценивают по числу циклов до появления трещины.Использование чугуна предлагаемого состава обеспечивает повышение термостойкости на 10 - 20% и увеличение стойкости изложниц на 10 - 15,Формула изобретения Чугун для изложниц, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и железо, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения термостойкости чугуна и стойкости изложниц, он дополнительно содержит барий при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углерод 4,1 - 4,5 Кремний 0,8 - 1,2 Марганец 0,5 - 1,0 Хром 0,12 - 0,30 Барий 0,001 - 0,005 Железо Остальное причем соотношение суммы графитизирующих элементов к сумме карбидообразующих составляет 4,6 - 8,0.1686022 0,8 ектор Э.Лончако едактор И.Шмаков Тираж Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 и ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина,аказ 3578 ВНИИПИ Гос а 1 н Составитель Г,Дуди Техред М,Моргентал