Лигатура

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 1773119(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 20. 04. 79 (21) 2755647/22-02с присоединением заявки Нов(51)М. Кл. С 22 С 35/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Г, Н. Штыка, М, В. Волощенко, А. В. Бородин, И. Г.Осинский, П. А. Вареник и С. Н. Примеров Институт проблем ли(54) ЛИГАТУ ю июще 20-400,1-102-19Остальн е,Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к из менению высокоэффективных лигатур и модификаторов для получения высоко- прочного чугуна с повышенным уровнем механических и эксплуатационных свойств.Известна лигатура, которая содержит, вес.В: магний 3-12, кальций 6- 9,5, кремний 2-15, железо 2-15, РЗМ 1,5-6, углерод 0,15-0,45, алюминий остальное 111Недостатком этой лигатуры является повышенное содержание магния, кал ция -и железа, что не только увеличивает ее стоимость, но и заметно усложняет получение высокопрочного чугчна. Наиболее близкой к изобретентехнической сущности и достигаемэффекту является лигатура следуго состава 21 , вес.:Магний 5-10Кальций 3-20Редкоз емель ныеметаллыАлюминийЖелезоКремний существенным недостатком такойлигатуры является то, что она не обеспечивает повышение окалиностойкости,ростоустойчивости высокопрочного чу 5 гуна и эксплуатационной стойкостиизготовленных из него отливок.Указанные недостатки объясняютсяв основном низким содержанием в егосоставе .алюминия. Поэтому обработка1 О этим модификатором награночного чугуна не обеспечивает в нем необходимое содержание алюминия для окалиностойкости, ростоустойчивости иь- других важных свойств. Олновремен-5 но в известном модификаторе содержится повышенное количество магнияи кальция, что вызывает значительныйпироэффект и в ряде случае выбросметалла, снижает относительное ус 20 воение магния, приводит к ошлаковыаанию и появлению более тугоплавкого шлакаВсе эти Факторы исключительно усложняют процесс полученияотливок из высокопрочного чугуна с25 шаровидным графитом. Высокое содержание РЗИ в модиФикаторе существенно увеличивает его стоимость,Цель изобретения - повьааение окалиностойкости, ростоустойчивости высокопрочного чугуна и эксплуатацион,3 ной стойкости изготовленных из него отливок.Поставленная цель достигаетсятем, что предлагаемая лигатура содержит компоненты в следующем соотношении, вес.:Магний 0,3-2,9 5 Кальций 0,01-2,9РЗМ 0,01-10Алюминий 60-98Кремний 0,1-15Железо Остальное Выбранные содержания магния, кальция и РЗМ в предлагаемой лигатуре определяются технологическими особенностями получения окалиностойкого высокопрочного чугуна в производствен ных условиях и следующими факторами.Обычно чугун выплавляют в вагранках и в процессе разливки в ковш модифицируют модификаторами или лигатурами.Содержание магния в лигатуре свыше Щ верхнего предела -2,9 вызывает пироэффект, сопровождающийся выбросом жидкого металла, Одновременно относительное усвоение магния чугуном снижается. Меньшее содержание магния, 25 ниже нижнего предела - 0,3, не обеспечивает образования в чугуне шаровидного графита и соответственно его высоких свойств. В отношении кальция, главным фактором при его содержании свыше верхнего предела - 2,9, является интенсивное ошлаковывание, со-.провождающееся образованием тугоплавкого шлака. При содержании его в лигатуре в количестве 0,01 вес. и более устойчиво проявляется его35 положительное влияние, заключающееся в выполнении рафинирующей способности лигатуры, а также улучшении формы графита. 40Аналогично кальцию, при содержании РЗМ в лигатуре 0,01 вес. и выше последние начинают оказывать на чугун ремодифицирующее действие и улучшают в нем форму графита. Однако при содержании РЗМ в лигатуре свыше 10 вес.в обрабатываемом чугуне ввиду избыточного количества РЗМ повышаетсясклонность к отбелу, появляется хрупкость, исчезает сфероидизирующий эффект.Повышение содержания алюминия влигатуре, по сравнению с известныммодификатором, связано с тем, чтопредлагаемая лигатура предназначенадля окалиностойкого, ростоустойчивого высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. В процессе модифицирования чугуна при его выпуске из печи, регулируя количество вводимой лигатуры и содержание в ней алюминия,можно получать чугуны с различнымсодержанием алюминия от 2 до 23,например Р 41-04 Ш, ЖЧ 1-02 ХШ/ ЖЧ 10605, ЖЧ 1-022 Ш и др, При этом оптимальные содержания алюминия определяются пределами 60-98 вес.,Меньшее его содержание, ниже нижнего пре-дела, требует значительного количества вводимой в чугун лигатуры,что снижает температуру расплава.Большее, свыше верхнего предела - нецелесообразно, так как снижается содержание в.лигатуре кальция, магнияи РЗИ,Содержание кремния в предлагаемойлигатуре должно находиться в пределах 0,1-15 вес., так как при его большем содержании (свыше 15 вес.) вобрабатываемси чугуне появляется избыточное количество кремния - свыше2, что не допускается по ГОСТУ, апри меньшем, чем 0,1 вес, кремния,лигатура теряет свою технологичность.Для определения оптимального состава предлагаемой лигатуры проводятопытные плавки высокопрочных чугунов типа ЖЧ 1-04 Ш и ЖЧ 1-022 Ш (чугаль/ГОСТ 7763-76).Опытные составы лигатур приведены в табл. 1..Эксплуатационная стойкостьотливок, мес П р и м е ч а н и е: Толщину фланца после 3 месяце тель) испытаниэкспериментальных отливок замеряли н (числитель) и б месяцев (знаменай. Исходная толщина фланца - 40 мм. ных образцов и отливок иэ другого чугуна марки ЖЧ 1-022 Ш, При условии модифициронания предлагаемой лигатурой составов 2-6 привес образцов на окали-. ностойкость составляет 0,15-0,18 г/матч, увеличение размерон Фланцен отливок не наблюдается после б-ти месяцев испытания, а срок службы их увеличивается н 1,5-2 раза. При модифицировании известным модификатором окалиностойкость составляет 0,22 г/м,ч.2Таким образом, предлагаемая лигатура является универсальной, так как позволяет получать чугуны с различным содержанием алюминия и с высоким уровнем окалиностойкости и ростоустойчивости. Повышение этих свойств обеспечивает в итоге заметное увеличение эксплуатационной стойкости от- " ливокПредлагаемую лигатуру можно рекомендовать для широкого применения при иэготонлении отливок подта" нок для котлов, крышек и других изделий химической аппаратуры, а также для кокилей, рольгангон рольганговых печей и т.д. Увеличение.србка службы этих отливок в 1,5-2 раза обеспечивает заметное повышение произнодительности труда на 5-6 эа счет уменьшения простоя на одни сутки н месяц и времени переналадки.Формула изобретенияЛигатура, содержащая магнии, каль- ций, редкоземельные металлы, алщкиЧугуны выплавляют в 8 т-ной вагранке. Одинаковую добавку 6 лигатур повышают н нагретый до 600-800 дС раэАивочный ковш. Такой добавкой во всех вариантах модифицируют 2 т жидкого чугуна.В процессе исследований определяют окалиностойкость, ростоустойОкалиностойкость(принес образцов,г/м ) 0,19 0,11 0,10 Из принеденных результатов следует, что предлагаемая лигатура состанон 9 2-6 обеспечивает,по сраннению с известным модификатором, существенное повышение всего комплексаисследуемых свойств. При этом принес образцов на окалиностойкость снижается с 0,19 до 0,10 г/м- ч. т. е. 40почти в два раза, После 3-х месяцевиспытаний толщина Фланцев отливок,модифицированных лигатурой составовР 2-6, с 40 мм увеличинается всеголишь на 2-3 ьм или остается постоянной.Отлинки, модифицированные известным модификатором, интенсивно окисляются, имеют толщину фланцен 75 мми раЪгрушаются на 4-м месяце испытаний, Это свидетельствует о высокойростоустойчивости отливок, модифициРованных предлагаемой лигатурой.Высокие окалиностойкость и ростоустойчивость обеспечивают отливкамсущественное увеличение эксплуатационной стойкости, Так отливки, модиФицированные известным модификатором,разрушаются на четвертом месяце непрерывных круглосуточных испытаний,в то время, как отливки, модифицироЬанйые предлагаемой лигатурой составов 2-6, простаивают без разрушениясвыше 6-ти месяцев испытаний,Аналогичные результаты полученыпри дбподнительных испытаниях Опыт я чиность и эксплуатационную стойкостьотливок иэ чугуна , модифицированного опытными составами лигатур Результаты испытаний образцов и отливок на чугуне типа ХЧ 1-04 И приведены н табл, 2. 0,12 0,12 0,11 0,16 0,15 43 42 40 47 48 47 48 45 58 61773119 60-98 0,1-15Остальное,АлюминийКремнийЖелезо 0,01-10 Составитель. Т. ПлатицинаРе акте ,И. Нанкина Тех е М.РейвесКор екто Н. Стец Тираж 694 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенийи открытий 113035 Москва %-35 Ра ская наб. д, 4 5Заказ 7435/34 филиал ППП "Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ний, кремнии и железо, о т л и ч аю щ а я с я тем, .что, с целью повышения окалиностойкости, ростоустойчивости высокопрочного чугуна и эксплуатационной стойкости изготовленных из него отливок, она содержит компо агенты в следующем соотношении, вес.%:Магний О,3-2,9Кальций 0,01-2,9Редкоземельныеметаллы0 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 464645, кл. С 22 С 35/00, 1975,2, Авторское свидетельство СССР9 490860, кл. С 22 С 35/00, 1975,