Лигатура

Союз Советскик Социапистическиээ Респубпикоордоротнонньин ноээнто Сооото эйнннотроо ССС но ноннэн нэобротоннйн отнрытнн 3) Приоритет 3) УД 504.78. Бюллетень14ания описания 250378(71) Заявитель блем литья АН Украинской СС нститут 54) ЛИГАТУР области ли стности про угуна с вывойствами. ржащая,ение относ оизводства высокопроч плуатацион а лигатура Изобре тейного п изводства сокими экИзвест вес.о;Кремни в ч г ными с-2 Ван 3-20 льц 5-10 ита 3-20 агн аргане фицирующгатуры,гуна с икими свобез отолнительстронцим соотно Для повышения мод гирующего действия л ния высокопрочного ч ными физико-механиче изотропной структуро лагаемая лигатура до держит карбид тория берилгий при следующ компонентов, вес.о: Кремний 25-50,5-10стальное 1)го и ле- олуче- вышенствами, ела предо соХром Желе известной лигату азующего действия хром, титан, магнтрация кальция ние в структуре м арбидов данных ме цементита. В репластические свой е Больэлем (ван ний) обус талл талл ое количество в нтов карбидообр дий, марганец, и высокая конце овливают появле ческой основы к в и свободного ате понижаются 25 нии альци адий 1-3 Магн ства чугуна и ухудшается его обрабатываемостьТитан, кроме укаэанного действия,ухудшает форму графита в высокопрочном чугуне, поэтому в составе лигатуры нежелателен. Графитизирующей способности кальция недостаточно для предотвращения отбела в чугуне. Стремление повысить графитизирующую способност 0 лигатуры за счет увеличения в ней концентрации данного элемента до 20 кжелаемым результатам не приводит, таккак при этом увеличиваются размеры зерен первичных кристаллов, появляются 5 графитные включения смешанной формы иснижаются эксплуатационные свойствачугуна.Марганец 1-5 Хром Строн- Берилций 0,25-1,7 лий 0,25-1,3 Карбид5тория 0,5-2 Железо Остальное,Стронций и бериллий введены в состав лигатуры д дополнительные модифицирующие, раинирующие и графитирую щие элементы. Особенно эффективно ихвлияние при вводе в комплексе с легирующими элементами:хромом,марганцем,никелем,ванадием,ниобием н др.При этомповышается растворимость указанных элементов в металлической основе чугуна ив Значительной степени предотвращаетсяхимическое взаимодействие с углеродом.В результате чугун кристаллизуется безотбела, обладая высокими физико-механическими свойствами.20Модифицирующее действие лигатур,содержащйх элементы-модификаторы илегирующие компоненты, значительновозрастает, когда в их основе имеютСя вещества, служащие дополнительны.ми центрами графитизации, не вступающими в химическое взаимодействие суказанными элементами. К числу такихвеществ относится карбид торция, поэтому он и ввеЖн в состав предлагае- З 0мой лигатуры. Дисперсные включениякарбида тория обладают кристаллографическим соответствием с формой компактно растущих гексагонов, что обусловливает зарождение и рост графитав шаровидной Форме. Модифицирующеедействие любого элемента (стронцияи бериллия) проявляется в лигатуре,когда концентрация их суммы не ниже , 0,5. Верхний предел содержания суммы данных элементов (3) обусловлен,тем, что при больших концентрацияхони начинают оказывать стабилизирующее действие. Это приводит к появлению цементита. 45Нижний предел содержания карбидатория (0,5) обусловлен тем, что применьшей его концентрации в лигатуредействие его как модиФикатора незначительно. При содержании этого карбида в лигатуре больше 2 возрастает скорость кристаллизации чугуна,наблюдается коагуляция данных включений, в результате чего в структуре металлической основы появляются . учаСтки цементита и локальные скопления неметаллических включений, обогащенных карбидом тория. Это приводитк анизотропной структуре металла иснижению его йластических и прочностных свойств,Кальций содержится в лигатуре дляобессеривания и устранения специфического вида брака (фчерных пятен 1 В Высо-.копрочном чугуне. Его содержание в0,5 обусловлено стехеометрическимсоответствием с концентрацией серы вчугуне 0,03-0,05 при электропечиойплавке и по верхнему пределу,5при обработке ваграночного чугуна.В связи с тем, что легирующее действие марганца и хрома в описываемойлигатуре значительно выше, чем в известной лигатуре, это позволило достичь максимальной эффективности ванадия (определенной по результатам опыт"ных плавок) при концентрации 1-3,Железо и кремний являются базовымикомпонентами сплава, и их содержаниеопределено из условий технологичностивыплавки и температуры плавления лигатуры. Для проверки эффективности лигатур в условиях опытного производства были проведены специальные опытные плавки.Эффективность действия лигатур пред" лагаемого сбстава по сравнению с лигатурой-прототипом оценивали на примере лигатур, содержащих в качестве дополнительных элементов карбид тория, стронций и бериллий. Лигатуры выплавляли в печи Таммана. С целью предотвращения угара элементов и охраны внешней среды от загрязнения выплавку лигатур производили в специальной вакуумной алундовой камере в атмосфе ре аргона. Вес плавки - 0,5 кг. Всег(б выплавлено б составов лигатур. Первый и второй составы соответствуют лигатуре-прототипу, а соатавы Ш-У предлагаемой лигатуре (см.табл.1).Из приведенных данных (табл.2) видно, что чугун, модифицированный лигатурой предлагаемого состава (составы Ш-у), имеет прочностные показатели на 15-20 выше, чем при модифицировании лигатурой-прототипом, а пластические свойства более чем вдвое; превышают аналогичные данные, обеспечиваемые известной лигатурой. СкйОи- ность модифицированного чугуна к отбелу лигатурой предлагаемого состава втрое меньше, чем при обработке лигатурой-прототипом.602589 24,0 25 40,0,35,5 50 51 Кремний Ванадий 0,8 1,0 1,5 16,0 3,0 3,2 1,5 1,7 0,4 0,5 7,5 0,8 КальцийТитанМагний 5,5 4,7 5,0 4,2 9,0 15,0 15,3 Марганец 5,2 5,0 10,0 0,8 1,0 3,5 1,0 3,5 0,8 8,0 5,0 5,2 2,0 2,1 Хром Карбит тория Бериллий Стронций Железо 0,4 0,5 1,0 0,20 0,25 0,7 1,3 У 1,71,4 0,20 0,25 0,8 1,8 Ост. Ост. Ост. Ост,Ост. Ост,Таблица 2 Составы лигатур,% Свойства чу Предел прочн. на разрыв,(бв), кг/мм 0,8 73,2 1,3 62,1 екучести,(6,) Пределкг/мм 47,1 3,50,3 50,инение,(8),% 2,Относит. УдУдарная вязкг/см 1,5 Твердость по Бринелю,(в) кг/ммГлубина отбела, мм 240 239 01 зобрете формула 5-5 Кремн Лигатура, содержащая кремний, вайадий ,кальций, магний, марганец, хром, железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что с целью повышения модифицирующего и легирующего действия лигатуры, по лучения чугуна с повышенными прочностными и пластическими свойствами с изотропной структурой без отбела, она до-. полнительно содержит карбид тория, бериллий и стронций, при следующем соот ношении компонентов, вес.З: 5-1,5 Кальций надий Маги 5-16 0 2 5 8 9 Бериллий Карбид тория Железо Составитель А. КондратьевРедактор И, Марголис Техред А.Алатырев .Корректор А.Лакида Заказ 1795/25 Тираж 772 Подписное цНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная 4 1 ф 1г 0 , 2 5 - 1 , 30 , 5 - 2 , 0Остальное . Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР9 45177 б, кл. С 22 С 35/00 1973.