Модификатор

Союз Советскнк Соцналнстнческю Республик(51)М КлЗ с присоединением заявки Йо -С 22 С 35/ОО Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Институт проблем литья АН Украинской 71) Заяви 54) МОДИФИКАто дллур "частдифи- полу 5 тносится к метпроизводству,производства мользования дляных чугунов.катор 1 длтаба, вес.Ъ:5-175-3026-60с и чу модифно сос 10 ы До 4До 2До 101До 10Остальное.атор не обесПечи-.сокого уровня Физи-. 20войств чугуна.им по техническойгаемому являетсяего состава, вес.Ъ:5-10, 255-15. УглеродМарганеМедьЖелезо Однако модифивает получение выко-механическихНаиболее близсущности к предлчугун 21 следующМагнийКальций.РедкоземелметаллыЖелезоНикель ьные2-1 1-110-2 ЗО Изобрете гии и литей ности к воп каторов и и чения высок Известен на следующе Магний Никель Кремний Редкозем металлыМарганец . 10-. 20 Медь 10-20 Углерод 0,5-6Барий 3-15 Кремний ОстальноеОднако высокое содержание кальция в известном составе модификатора прн его использовании для модифицирования чугуна в форме приводит в процес се реакции с металлом к зашлаковыванию поверхности модификатора и реакция взаимодействия модификатор - металл практически прекращается. Оптимальное содержание кальция в модификаторе для модифицирования в форме составляет не больше 2,4 В, что установлено экспериментальным путем. Кроме того, для модифицирования форме нужно применять модификатор с размером фракций не более 10 мм. Медь и никель в количествах 10-20 ухудшают размельчение модификатора и способствуют стабилизации перлитной составляющей металлической матр цы, что приводит к уменьшению пластических свойств чугуна. Аналогично ведет себя и марганец.При использовании известного модификатора в микроструктуре литого металла обнаруживается наличие структурносвободного цементита, что снижает пластические свойства и требует длительной термообработки.Цель изобретения - разработка состава модификатора, преимущественно для получения высокопрочного чугуна методом модифицирования чугуна в литейной форме, обеспечивающего увеличение количества графитовых включений и уменьшение их размеров, повышение упруго-пластическис,. свойств чугуна в литом сосТоянии и ликвидацию термической обработки отливок, 3Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый модификатор дополнительно содержит алюминий и вольфрам при следующем соотношении компонентов, вес.%: ЮМагний 5-10,0Кальций 0,2-2,4РЗМ 0,1-5,0Барий 0,5-3,0Медь 0,1-1,025Никель 0,1-3,0Марганец 0,1-1,0Углерод 0,2-2,0Алюминий 0,2-8,0Вольфрам 0,01-2,8Кремний 45-70,0 ЗОЖелезо ОстальноеАлюминий в составе модификатора в количестве 0,2-8 совместно с кальцием барием и РЗМ способствует измельчению графитовых включений, 35 что приводит к стабилизации процесса модифицирования.Ввод в состав модификатора вольфрама способствует росту числа графитовых включений и равномерному рас пределению всех компонентов в модифицируемом чугуне в литом состоянии.Предлагаемый способ иллюстрируется примером.Чугун расплавляют в индукционной печи емкостью 30 кг. Модифицирование проводят непосредственно в литейной Форме, Модификатор с размером Фракций до б-мм вводят в количестве 1 от расхода жидкого чугуна на заливку формы. Одна стенка камеры с модифика- З 0 тором выполняется из листового кварцевого стекла, через которое наблюдают процесс растворения модификатора протекающим потоком чугуна. Получают следующий химический состав ис ходного чугуна, вес.: 3,42-3,46 углерода, 1,87-1,92 кремния; 0,23-0,28 марганцаф 0,03 серы и 0,09 фосфора. Плавку исходного чугуна проводят в дуговой электропечи ДСП,5. Температура заливки находится в пределах 1400-1430 С.Для исследования структуры и механических свойств модифицированного чугуна заливки берут трефовидные пробы и отливки с толщиной стенок от 5 до 40 мм.В табл.1 приведены составы комплексных модификаторов; в табл.2 механические свойства .и структура чугунов, модифицированных предлагаемым и известным составами.Следует учесть, что механические свойства всех чугунов, модифицированных комплексными модификаторами, в сильной степени зависят от состава исходного чугуна, особенно от содержания в нем хрома, марганца, серы и Фосфора. Увеличение их содержания в исхоцном чугуне резко понижает механические свойства модифицированных чугунов. Особенно отрицатель но влияет Фосфор, хром на пластические свойства и ударную вязкость.Микроструктура чугуна, модифицированного предлагаемым модификатором в образцах диаметром 30 мм ферритоперлитная с содержанием 10-15 перлита, а структура чугуна, модифицированного известным модификатором перлитно-Ферритная с содержанием 10-18 феррита, Проверка предлагаемого состава чугуна показала его эффективность при получении чугуна с повышенными упруго-пластическими свойствами. Так, относительное удлинение повышается на 7, а ударная вязкостьна б кгм/см при уменьшении твердости на 80 НВ. Получение высоких пластических свойств в литом состоянии позволяет исключить термическую обработку отливок.Процесс модифицирования происходит спокойно, беэ прироэффекта и дымовыделения.Предварительный расчет ожидаемого экономического эффекта от использования модификатора предлагаемого состава показывает, что за счет увеличения количества сфероидов графита на 1 мм в 2 раза, уменьшения их размеров в 1,5 раза, увеличения относительного удлинения на 7 ударной вязкости на б кгм/см и ликвидации терми 2ческой обработки отливок он составит 35-40 руб. при-производстве 1 т отливок.,Таблица 1 Номерсос Составы комплексных модификаторов, вес.% Ид Са РЗМ Ва Со К Мп . С АЮ. Ч 51 тава Ее Известный4,7 121 16,412,7 ОстальноеФ 6,5 5,4 5,2 8,9 12,3 9,4 5 02 5 166 3,4 То же 11,2 18,7 11,2 15,2 Предлагаемы 0,5 .0,5 3,0 0,1 5,6 0,2 О;2 0,01 45 Остальное То же10 2,4 0,1 30 1,0 0,1 1,0 2,0, 8,0 2,8 .70 7,5 0,8 2,3 1,7 0,4 1,2 0,3 1,8 4,8 1,8 49 2,6 2,4 55 9,2 1,2 3,6 2,8 0,8 2,5 0,6 1,6 6,4 1,8 4,7 2,2 0,5 0,6 0,5 1,0 0,7 Ъ,1 62 Т а б.л и ц а 2,Известный сост 45 26 42 22 7 О 2;4 Предлагаемый сост 30 180 , 1 175 1 8,6 2 19 8 9,6 9,4 185 19 178 19 3 9,8 предел прочности на разрыв У - относительное уда - ударная вязкость ие НВ-т сть формула изобретения содержащий ма мельные металл ь, марганец,о т л и ч что, с целью графитовыхгний, е ы, бауглеродюувелиключе-, 6 нийи уменьшения их размеров, повыаения,упруго-пластических свойств чугуна в литом состоянии, он дополнительно содержит алюминий и:вольфрам при следующем соотношении компонентов, вес,е;Магний 5-10,0Кальций 0,2-2,4789622 45-70,0Остальное КремнийЖелезо Составитель Т. ПлатицинаРедактор Т.Кугрышева Техред Н.Граб Корректор М. Коста Эаказ 9005/31 Тираж 694 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5. НикельМарганецУглеродАлюминийВольфрам 0,1-5,0 0,5-3,0 О, 1-1,0 О, 1-3,0 0,1-1,0 0,2-2,0 0,2-8, 0 О, 01-2,8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции 9 2152243,кл. С 22 С 35/00, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР Р 559990, кл. С 22 С 35/00, 1977.