Модифицирующая смесь

СО 103 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 91 (11) 756 2 С 35 00 НЙЯ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ РСКОМУ ЕТЕЛЬС(54) (держачаюпав ьппгунадополный фпри стов,МеАзоти ю нзаендр. Графибработкаиностроени ованны 12-1664-66Осталь ромарганецлина железминий СССР75. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Горьковский ордена ТрудовогКрасного Знамени политехническийинститут им. А.А.Жданова(56) 1. Богачев И.Н, итизация и термическая обелого чугуна. М., "Маш1964, с. 23-25.2, Авторское свидетельствоВ 533639, кл. С 22 С 35/00, 19 57) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ,щая медь и алюминий, о т лщ а я с я тем, что, с целения механических свойстви снижения ее стоимости, онительно содержит азотироверромарганец и окалину желледующем соотношении компомас,7;дь 8-11Указанная модифицирующая смесьприменяется для производства пер- з:литного ковкого чугуна, Сагласцоданным испытаний чугун, обработац -ный такой модифицирующей смесью,имеет следующие механические свсйст Смесь железа,вес,%31 Азотироваццый марганец,вес,% 12 6 ц 601Изобретение относится к металлургии сплавов, а именно к модификаторам жидкого чугуна, и может бытьиспользовано при производстве отливок ковкого чугуна,Известен модификатор 1 3, состоящий из теллура и алюминия, вводимыхв чугун в следующем количестве отвеса жидкого чугуна, 7: алюми"ний 0,01-0,05, теллур 0,01,Однако при содержании алюминия0,057. в структуре чугуна появляется пластинчатый графит, что ведетк получению серого чугуна, Следовательно, при таком модификаторе дляполучения белого излома без графитовьк чешуек необходимо увеличениесодержания теллура, что ведет кбольшому его расходу как дорогост:ящего токсичного материала и к новдоотжигу отливок,Наиболее близкой к изобретец 1 цопо технической сущности и достигаемому результату является модифици.рующая смесь, содержащая теллур,.алюминий и медь при следующем соотНошении компонентов, вес,7, теллур 10-25; медь 10-251 алюминийостальное. Иодифицирующая смесь вводится в чугун в количестве 0,01-.0,047. от веса жидкого чугуна (таллура 0,001-0,005; меди 0,001-0005;.алюминия 0,01-0,02) 2 Д. 087561 2ва; твердость по Бринелю 190-200 НВ;предел прочности 60-65 кг/мм 2,стцосительное удлинение 5-6%,Недостатками известной модифицирующей смеси являются большой рассход дорогостоящего дефицитного токсичного теллура, недостаточно высокие механические свойства отливокизделий, работающих на износ и придинамических нагрузках, а также плохая отжигаемость отливок.Целью изобретения является повышение механических свойств чугунаи снижение стоимости модифицирующейсмеси,Для достижения поставленнойцели модифициру:Ощак смесь содержа:г".я г".е;ь и алюминий, содержит азотирвац:ый ф иромаргацец и окалинуж .; в :.ез при следующем соотношении;,:,госциецтов, мас,%:11 едь В Лзотироваццыймар;:ацсц 1 2-16Окаянна железа 64-66Алюминий ОстальноеВведение азотированного марганца и окалины железа В модифицирующую смесь позволяет исключить изсмеси дорогостоящий дефицитный ток.",:чцый теллур и повысить механичес:;.е свойства чугуна, обработанногопредлагаемсй смесью,для получения модифицирующихсмесей подготовлено следующие сос.".:.ны ингредиентов 1-7. Параллельноподготовлена известная модифицирую"г:я с:ксь 8 (известная) . Химичес.:. и состав модифицирующих смесейя дпставлац в тал 1Таблица 1ц ТерР вес.7Таблица 2 Соста 0-75 Гф 9, Граз.45,Пт 1, Ц - следы 230-240 3,0-3,5 Гф 9, Граз.25, П. 2 (в стадии распада) 94,Фб 230-240 3,0-3,5 70-5 Гф 9, Граз. 25- 45, П 1 + П. 96, ф - 4 230-240 3;0-3,5 Гф 9, Граз. 45, Т ф 260-270 ГФ 8,9, Граз. 25- 45, П 2-70 Ф45"50 160-165 4-5 Гф 9, Граз.ЗОПт 1,Р 2, фе 35-45 30-40 140-160 3, 0-6,0 3 1087П р и м е р. Каждая модифицирующая смесь приготовлялась отдельно смешиванием компонентов, При выпуске жидкого чугуна состава, вес.7 С 2 ь 51 81 1 в 2 Мп Ою 461 Сг 0,06, Я 0,06, выплавленного дуплекс про" цессом вагранка - электродуговая печь, модифицирующие смеси при тем" пературе лф 1550 С последовательно вводили в ковши, затем модифициро ванный чугун разливали по формам и одновременно были отлиты опытные образцы для исследования механических свойств.Модифицирующая смесь вводилась 1 в чугун в количестве 0,1-0,15% от веса жидкого чугунаОптимальной является добавка модифицирующей смеси, обеспечивающая введение в чугун в весовых процессах от веса жидкого чугуна. азотированного марганца 0,015- 0,025, окалины железа 0,08-0,1, меди 0,009-0,01 ф алюминия 0,01-0,015,При этом азотированный марганец, окалина железа при высокой температуре разлагаются и в чугуне образуются такие элементы как марганец, азот, кислород, которые, воздействуя на первичную кристаллизацию чугуна с целью предотвращения обра 30 561 4зования графита в белом чуГуне,влия"ют на упрочнение чугуна, а именнона его структурную составляющуюперлит. Так увеличение количествамарганца в чугуне, повышая раство"римость азота, способствует упрочнению перлитной составляющей чугуна за счет связывания серы, Насыщение чугуна кислородом увеличиваетсклонность жидкой фазы к переохлаждению, Газы в жидком металле (чугуне), азот, кислород препятствуюгвыделению в жидком металле графита,При модифицировании чугуна предлагаемой смесью происходит образование нитридов например натридакремния ЯЩ ,Присутствие 81 И во время крис" таллизации чугуна изменяет условия кристаллизации, вызывая увеличение эвтектических зерен, исчезнование феррита в заэвтектических чугунах и цементита в доэвтектических, что влияет на улучшение показателей прочности и твердости чугуна. Характеристики полученных отливок (опытных образцов) приведены в табл. 2.Компонентымодификатора 0,84 О, 003 0,003 ТеллурМедь 0,06 1,75 0,015 0,06Р 0,4 Алюминий Таблипа 4 Расход на 1 тжидкого, 7 Компонентымодификатора Затраты на 1 т жидкого, рубАзотированный ферромарганец 0,5 0,02 0,158 Медь 0,00950,013 0,195 Алюминий 0,4 0,06 Окалина железа 0,00 0,09 0,005 Присутствие в модифицирующейсмеси окалины железа ) 667 и азотированного марганца167. приводит кпоявлению остаточного цементита вструктуре, что ведет к ухудшениюмеханических свойств чугуна - твердости и прочности. Содержание окалины железа ниже 643 и азотированного марганца ниже 123 в предлагаемоймодифицирующей смеси ведет к появлению в структуре чугуна Ферритов,что является нежелательным, таккак при этом получаем Феррито-перлитный чугун,Результаты испытаний показали,что чугун, обработанный предлагаемой модифицирующей смесью, обладаетповьваенной прочностью и твердостью,Предел прочности на разрыв чугуна,обработанного предлагаемой смесью,на 10 кг/мм выше по сравнению с, чугуном, обработанным известнойсмесью, а твердость - на 40.В качестве базового объекта для 20оценки технико-экономической эффективности предлагаемого техническогорешения принята модифицирующая смесьизвестная,Использование предлагаемого изобретения по сравнению с базовым объектом обеспечивает также снижение себестоимости. Ниже приведен сравнительный расчет стоимости известного модификатора (табл. 3) и предлагаемогоСоставитель Н.ШепитькоТехред И.Метелева Корректор А.Тяско Редактор Н.Ъуган Заказ 2588/24 Тираж 603 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 7 1087561Таким образом, использование предлагаемого модификатора обеспечивает следующие преимущества по сравнению с иэвестньи: оздоровление условий труда обслуживающего персонала за счет исключения из смеси токсичного теллураф улучшение качества отливок за счет повышения механических свойств чугуна (прочностные свойства отливок повьааются в 1,5-1,2 раза), повышение срока службы деталей, изготовленных из чугуна, модифицированного предлагаемой смесью, снижение себестоимости 1 т годного литья.Ожидаемый годовой экономический эффект от применения данной модифицирующей смеси составляет 1350 руб.