Модифицирующая смесь для получения высокопрочного чугуна

(51)5 С 22 С 35/00 ОСУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВТОРСКОМУ СВИ ЛЬСТВУ стенных отливок с повышенными физико- механическими свойствами без отбелэ, Цель изобретения - повышение физико-механических свойств чугуна в рэзностенных отливках. Модифицирующая смесь содержит силикокальций, ферросиликомишметалл, никель, графит, железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру и чугунную стружку при следующем соотношении компонентов, мэс.: железо-кремний-магний-кальциевая лигатура 60 - 80; силикокальций 16 - 20; ферросиликомишметалл 3 - 8; никель 0,1 - 5; графит 0,3 - 5; чугунная стружка остальное. Дополнительный ввод в состав смеси никеля и графита и ввод магния в составе железо-кремний-магний-кальциевой лигатуры обеспечивает повышение на 15 - 200 физико-механических свойств обрабатываемого чугуна в отливках с толщиной стенки 15-75 мм, 2 табл,оремон- оборудовскиищенкоумак СР М СР М 1 аЙЪГюай Железо-кремний-магнийкальциевая лигатураСиликокальцийФерросиликомишметалл НикельГрафитЧугунная стружкаВвод никеля в состав моди смеси способствует перлитиза ры чугуна, измельчению перлит кроме того, снижает твердость ких сечений, кромок и углов о дупреждая отбел, а также с выравниванию свойств разност вок. Кроме того, ввод никеля в с фицирующей смеси способ лучшему усвоению модифицир металлургии, для обработкиизготовления ко-механичеянии.ение физиков разностенодифицирующая смесь, силикокальций, феррочугунную стружку, доит никель и графит, а в ржащего материала со- мний-магний-кальциеедующем соотношении Предлагаемая м ржащая магний, икомишметалл и нительно содерж стве магнийсоде жит железо-кре лигатуру при сл понентов, мас,0 ь сод каче дер вую ком(46) 15.11,91; Бюл. М 42(71) Криворожский центральный рутный завод горно-обогатительногования им. 60-летия СССР(54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к смесям для обработки чугунов,предназначенных для изготовления разноИзобретение относится к в частности к составам смесей чугунов, предназначенных для отливок с повышенными физи скими свойствами в литом сост Цель изобретения - повыш механических свойств чугуна ных отливках.60 - 80 16 - 203 - 80,1 - 5 0,3 - 5Остальное фицирующей ции структуной основы, отливок тонтливки, преп особствуетенных отли-, остав моди- ствует как ующих зле 1691418ментов магния, РЗМ из-за утяжеления смеси, препятствующего всплыванию ее), так и одновременному лучшему распределению никеля по всему объему жидкого чугуна (благодаря барботажу, активному ее перемешиванию модифицирующими элементами - магнием, РЗ М),При содержании в смеси никеля менее 0,1% его действие как микролегирующего элемента, вызывающего повышение физико-механических. свойств чугуна, не проявляется, Ввод более 5% никеля в состав смеси при наличии в сплаве ферросиликомишметалла на верхнем пределе способствует образованию в структуре чугуна цементита, появление которого резко снижает пластические свойства чугуна, При этом ввод в состав смеси более 5% никеля из-за его дефицитности и дороговизны экономически нецелесообразен,Графит в смеси способствует образованию дополнительных центров кристаллизации, устранению отбела и уменьшению усадки,Содержание графита в составе менее 0,3% практически не оказывает влияния на процесс эародышеобразования, Ввод графита в состав смеси в количестве более 5% приводит к выделению спели в чугуне, что ухудшает качество отливок,Ввод магния в смесь в составе железо- кремний-магний-кальциевой лигатуры обеспечивает высокую графитизирующую способность смеси при различных скоростях охлаждения, а также способствует ослаблению карбидообраэующего действия магния. При содержании этой лигатуры в составе смеси менее, 60 мас.% снижаются степень сфероидиэации графита и механические свойства чугуна (в особенности при его обработке с повышенным содержанием серы) При увеличении содержания лигатуры в состав смеси более 80 мас.% увеличивается угар, получается неоднородная структура с отдельными включениями карбидов. Наличие в составе смеси силикокальция в количестве 16-20 мас,% обусловлено его высокой графитизирующей и модифицирующей эффективностью, Кальций в совокупности с элементами смеси (с магнием, РЗМ) способствует образованию в чугуне мелкого шаровидного графита, устранению "черных пятен" и повышению прочностных и пластических свойств чугуна отливок. При содержании в составе смеси силикокальция менее 16 мас.% появляется отбел в тонкостенных, длинномерных отливках, а при содержании более 20 мас.% ухудшается растворимость смеси.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Наличие в составе модифицирующейсмеси ферросиликомишметалла повышаетстепень сфероидизации графита и механические свойства высокопоочного чугуна в отливках благодаря размельчению и увеличению количества графитовых включенийПри наличии в составе смеси менее 3 мас,% ферросиликомишметалла его действие на измельчение и сфероидизацию графита не проявляется. При содержании в составе смеси более 8 мас.% ферросиликомишметалла приводит к появлению отбела в тонкостенных отливках Чугунная стружка является покрывочным материалом для смеси, способствующем ее постепенному растворению в чугунеи обеспечивающим лучшее усвоение модифицирующих компонентов.В литейном цехе Криворожского центрального рудоремонтного завода изготовлены и опробованы модифицирующиесмеси для обработки чугуна при отливкеплит паллет кольцевого охладителя.В табл, 1 приведены составы смесей.В качестве железо-кремний-магнийкальциевой лигатуры применяют лигатурумарки 8-СМГс низким содержанием кальция, имеющую следующий химический состав, мас,%: магний 7; кальций 0,5; кремний53; железо остальное. Поэтому для повышения графитизирующей и сфероидизирующей способности смеси дополнительновводят в состав силикокальций марки СК 20с содержанием кальция 20%. Кальций является элементом, способствующим как графитизации чугуна. так и сфероидиэацииграфита. Особенно он эффективен как сфероидизатор графита в присутствии магния иРЗМ. Повышение сфероидизирующей способности смеси позволяет также повыситьмеханические, особенно пластические,свойства чугуна.Чугун плавят в электродуговой печи емкостью 6 т, Температура выпуска чугуна1380 - 1400 С. Расход смеси составляет 2%от массы жидкого металла. Смесь загружают на дно ковша, Для исследования механических свойств и микроструктурногоанализа заливают клиновидные ступенчатые пробы и отливки плит паллет. Темпера-тура заливки чугуна 1320-1340 С.В табл, 2 приведены механическиесвойства и структура исследуемых чугуновпри вводе испытуемых смесей,Обработка чугуна смесями предлагаемого состава позволяет получить повышение механических свойств в разностенныхотливках за счет улучшения степени сфероидизации графита, а также способствует устранению в структуре чугуна цементитной1691418 15 Таблиуа 1 Состав смеси мас.Ф Смесь Чугуннаястружка Гоайит Ферросиликомишметалл Силико- кальций Железо-кремниймагний-кальцие"вая лигатура пикель 8 5 3 2 60 70 80 81 2,5 0,3 0,2 20 18 16 15 21 16 52,50,1.0,05 Остальное н н Остальное 1 3 4 5 6 59 Э20 В известном составе (авт.св. У 1125236) вместо железо-кремний"магнийкальциевой лигатуры содержится 8 магния и 43 плавикового шпата. составляющей, что позволяет исключить из технологического процесса высокотемпературный отжиг отливок.Ожидаемый экономический эффект от применения предлагаемого состава смеси на одной отливке (масса отливки паллет 4;5 т) составляет около 600 руб. Формула изобретенияМодифицирующая смесь для получения высокопрочного чугуна, содержащая магнийсодержащий материал, силикокальций, ферросиликомишметалл и чугунную стружку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения физико-механических свойств чугуна в разностенных отливках, она дополнительно содержит никель и графит, а в качестве магнийсодержащего материала 5 содержит железо-кремний-магний-кальциевую лигатуру при следующем соотношении компонентов, мас. :Железо-кремний-магнийкальциевая лигатура 60 - 80 10 Силикокальций 16 - 20Ферросиликомишметалл 3 - 8 Никель 0,1 - 5 Графит 0,3 - 5 Чугуная стружка Остальное1691418 Таблица 2 Структура чугуна отливок Механические свойства Состав испытуемых смесей феррит(ф)ю" Цементит1 Ц) бв, МПа о, Ф Перлит Степень сфероилизации графита(П) Длд толщины стенок отливок 15 мм 80 97 95 90 90 90 72 68 70 о) 60 Длд толщины стенок 13,6 191 16,3 185 14,5 179 5,5 204 7,г го 1 7 13 190 отливок 35 мм Длд толщины стенок отливок 75 мм 1,5 0,5 Составитель А. БармыковТехред М.Моргентал Корректор М.Шароши Редактор М.Петрова Заказ 3908 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж. Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 600 590 570 560 540 500 550 535 520 510 495 455 510 505 485 460 460 425 15,0 16,0 16,0 6,0 6,0 8,0 13,0 13,7 5,1 6,8 6,9 212 207 197 224 221 210 160 176 167 190 168 176 20 15 10 25 зо 30 18 10 6 20 25 25 15652020 82 90 92 80 75 75 35 92 95 85 80 97 95 90 90 о 5 80 95 90 85 30 60 75