Способ определения эффекта модифицирования чугуна

СОЮЗ СОВЕТСКИХсаицзееисникРЕСПУБЛИК 09 (И) ЗСВ С О 1 Я 33/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Пивоварский Е. Высококачественный чугун, И., "Металлургия", 1965, с. 424-427.2, З,И.-Сер. "Технология и оборудо ванне литийного производства , 1975, В 12, с. 63-65.(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭффЕКТА МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА, включающий заливку пробы и измерение заданной характеристики чугуна приего охлаждении, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощенияспособа, измеряют объемную усадкупри охлаждении и оптимальность эффекта модифицирования устанавливаютпри достижении усадки в пределах6-123.5 10 15 20 25 30 35 40 45 ую5055Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является способопределения эффекта модифицирования чугуна, включающий заливку цилиндрической пробы жидким металлом и Изобретение относится к чернойметаллургии и может быть использовано при производстве высокопрочногочугуна.В литейном производстве нередкораспространено литье извысокопрочного чугуна, полученного за счетмодифицирования легкокипящими металлами (например, магния) . Послемодифицирования графит в чугунепреобразуется из пластинчатой фори 4 в глобулярную, Глобуляризацияграфита способствует резкому повышению механических свойств чугуна.Например, предел прочности на разрыв й изгиб повышается после модифацирования в 1,5-2 раза. В настоящее время о достигнутом модифицирующем эффекте судят по данным механических испытаний и металлографического анализа, проводимых наспециальных образцах, получаемьпспутем механической обработки иисследуемых на специальных приборахроведение такого анализа трудоемко и требует значительного времени.Поэтому результаты о модифицирующем эффекте и качестве чугунаполучают после того, как плавка.разлита по формам и когда исправяление металла оказывается уже невозможным,Известен способ и устройствоконтроля усадки чугуна в жидкомсостоянии при затвердевании, включающий измерение объемной усадкистержневой формы перед заливкой,расчет усадки жидкого металла после заливки по разности объема формы и цилиндрической отливки, а также по разности между кажущейся иистинной плотностями Я .Недостатком указанного способаявляется то, что невозможно установить связи между величиной объемной усадки и эффектом модифицирования, так как эффект модифицирования - это способность модифицирщего реагента изменить форму графитовых вкпючений в чугуне, котораявлияет на физико-механические свой"ства. снятие с помощью погруженной в расплаве термопарой, специальным прибором дифференциальных кривых охлаждения до полной кристаллизациипробы, по Форме кривой охлаждениясудят об эффекте модифицирования 2,Однако. известный способ контроля качества чугуна сложен, таккак требует использования дорогостоящего оборудования, сложной ап-паратуры, квалифицированного обслуживания, что удорожает производствоотливок из высокопрочного чугуна нзатрудняет его применение в практике литейных цехов.Целью изобретения является упрощение сгособа.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу определения эффекта модифицирования чугуна, включающему заливку пробы иизмерение заданной характеристикичугуна при его охлаждении, измеряют объемную усадку при охпаждениии оптимальность эффекта модифицирования устанавливают при достижении объемной усадки в пределах6-127,П р и м е р 1, Определяют объемную усадку, проводят металло- графический анализ и исследования Физико-механических свойств феррит-. ных, Феррито-перлитных и перлитных высокопрочных чугунов модифицированных магнием и магнийсодержащей лигатурой до содержания магния в металле 0,008-0,075 Ж. Чугун выплавляют в индукционной печи с содержанием в нем элементов, мас.7: 2,7-3,6 углерода, 1,1-3,0 кремния, 0,3-0,7 марганца,до 0,1 Фосфора, до 0,03 серы, 0-0,3 меди. Объемную усадку определяют на специальных пробах, состоящих из шара и примыкающего к нему цилиндрического стояка. После заливки форм кристаллизация расположенной в ней специальной пробы проходит таким образом, что вся усадочная раковина концентрируется в стояке, а скрытая усадочная раковина ( 13, Поэтому объемную усадку определяют по изменению объема стояка после кристаллизации. Параллельно с этой специальной пробой заливают стандартные образцы для определения физико-механических свойств по ГОСТ 7293-79 и ме14949 4по сечению отливок, что приводитк резкому понижению физико-механических свойств чугунов .Предлагаемый способ экспресс-конт-.роля качества высокопрочного чугунапозволяет быстро определять качество металла и уровень физико-механических свойств металла перед заливкой его в формы, что в свою оче О редь дает возможность более надежно получать отливки с заданнымисвойствами, при необходимости исправить металл перед заливкой его поформам дополнительным модифицирова"нием, при этом отпадает необходимостьв дорогостоящем оборудовании и квалифицированном обслуживании, что дает зкономию в народном хозяйстве125 тыс. рублей. Механические свойства в литом сос- тоянии ВелиСтруктурав литомсостоянии чинаобъемнойусад% Отн Предел си верость,НВ тельосе и еие,ра Н/мм тинча,5графит.,2,1 рри 6 ШГ +В 1 35,6 Х УХ 40%, феррит,15 5,ШГ неправильнойформы, ферРит таллографического анализа по ГОСТ 3443-7.Результаты исследований приведены в таблице.Из таблицы видно, что у ферритных, феррито-перлитных и перлитных чугунов при объемной усадке в пределах 6-12% уровень физико-механических свойств соответствует требованиям, предъявляемым ГОСТ 7293-79 для отливок из высокопрочного чугуна, а структура чугуна содержит- шаровидный графит правильной формы, равномерно распределенный по всему сечению отливок. При объемной усадке чугунов меньше 6% или больше 12% наблюдается нарушение правильности шаровидной формы графита и равномерности его распределения Содержание элементов, мас.% Ферритные чугун2 ф 1 в 1 ОфЗ Ов 09 ОБОЗ - ОеО 3,3 2,4 0,4 0,1 0,026 - 0,023,5 1,6 0,4 0,09 0,035 - 0 Г, феррит 38,0 18,0 151,114949 Продолжение таблиЦы Структурав литомсостоянии ВелиМеханические свойства в литом сос- тоянии Содержание элементов,мас.ХС Вд Сц Ие Твердость, НВ ное прирастяжении,Н/мм 2 дл нение,7.0,008 2,09 0,2 210 0,026 4,84 36 5 3 2 185 ВГ + 207.ШГ, 507перлита 40,5 2,8 197 ШГ + 157.ВГ, 607.перлита 0,035 5,9 48,5 12,5 187 ШГ, 457 перлита 0,045 6, О 49,0 10,0 185 ШГ, 45% перлита 0,05 46,5 5,0 195 ШГ, 553перлита 0,06 12,0 40,5 1,2 24 1 0,09 0,029 0,072 12,1 3,6 2, 1 0,56 Пластинчатыйграфит,перлит 21,0 - 197 Феррито-перлитные чугуны 2,7 2,4 Оэ 45 009 Ое 03 3,2 2,0 0,54 0,09 0,28 Зф 5 1 э 6 ОэбОэ 1 Оф 029 З,Ь 2 э 9 Оэ 7 Оэ 09 Оэ 03 3,4 12 0,65 0,09 0,029 3,5 2,2 0,62 0,09 0,028 Перлитные чугуны2,7 1,1 0,7 0,09 0,03 0,15 0,008 2,5 3,3 2,4 0,4 0,09 0,028 0,3 0,026 3,8 Пластинча,5тый графит,40 Х перлита ШГ неправильной формы, участки цементита, 607 перлита ВГ, пер,5 0,6 197лит + 20 ЖферритаСтруктурав литомсостоянии Величинаобъемной Отноусадкн,Х,7 2,4 0 3,2 23 3316 07 О,028 3,6 2,4 0,65 0 0,075 12,15 Г, 5-8 Хементитао сече 2 1,2 т ок, пер ли Шаровидный графитВермикулярный графит Составитель Г, Дудик редактор В. Иванова Техред Л.Мжеш. Корректор 1 Ю. Иакарейко щ м Фи Е тЗаказ 6760/30 Тираж ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж, Ра822 Подписноего комитета СССРний и открытийушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1 Пределпрочностиприрастяжении,Й/мм 2 длиеие,Х