Модифицирующая смесь для чугуна

(511 4 С 21 С 1/10 ТЕНИ НИЕ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ й А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт проблем литья АН УССР и Купянский литейный завод(72) В.Г,Горенко, О.И.Шинский, В.И.Кошелев, Н.В.Манойло и В.М,Голованов(56) Авторское свидетельство СССР У 973654,.кл. С 22 С 35/00, 1981.Авторское свидетельство СССР У 1079684, кл. С 22 С 35/00, 1982, (54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЪ ДЛЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к литейному производству для модифицирования чугуна, Целью изобретения является повышение степени усвоения компонентов, использование мелкодисперсных фракций компонентов, увеличение стабильности процесса модифицированиячугуна, улучшение микроструктурыи повышение прочностных свойств чугуна. Модифицирующая смесь для чугуна содержит, мас.Х; железокремниевомагниевый сплав 35,0-58,0; силикабарий 2,0-9,5; графит 4,5-7,0; ферротитан 0,2-1,0; ферроникель 5,0-20,0;плавиковый шпат 0,5-3,5; хлористыйкальций 0,1-1,2; жидкое стекло 6,514,0 и ферросилиций остальное, Применение модифицирующей смеси позволяетповысить степень усвоения модифицирующих элементов с 54-60 до 74-857.и улучшить прочностные свойства чугуна: увеличить предел прочности с348-351 до 532-54 МПа и снизитьтвердость (НВ) с 235-245 до 217-230,1 табл.1294833 2держания силикобария больше 9,5%наблюдается увеличение размеров графитовых включений и это приводит кснижению прочностных свойств чугуна.. Ферротитан в смеси в количестве0,2-1,0 обеспечивает стабильное получение шаровидной Формы графита иповышение прочностных свойств чугуна,е При содержании в смеси меньше 0,2710 Ферротитана не наблюдается его влияния на улучшение Формы графитовыхвключений и повьппение свойств чугуна.При повышении содержания Ферротитаная больше 1,07 графит в чугуне переходит из вермикулярной формы в пластинчатую, что сопровождается снижением прочностных свойств чугуна.Ферроникель вводится в составсмеси для повышения удельной массыбрикетов, увеличения степени усвоения компонентов и повышения прочси ностных свойств м таллической осноовы чугуна. Влияние Ферроникеля на25усвоение компонентов и новьппениепрочностных свойств чугуна проявляое ется при содержании в его смеси от5,0% и более. Если содержание ферроникеля в смеси больше 20,0%, тодальнейшего улучшения микроструктуЗОры и повьппения прочностных свойствчугуна не наблюдается,Плавиковый шлат вводится в сосвы тав смеси с целью улучшения растворения брикетов и уменьшения ошлако"с З 5 вывания отдельных компонентов, Положительное влияние плавикового шпата 1Изобретение относится к металлургии и литейному производству, вчаспности к модифицированию чугуна.Цель изобретения - повышение степени усвоения компонентов, использование мелкодисперсных фракций компонентов, увеличение стабильностипроцесса модифицирования чугуна,улучшение микроструктуры и повьппенипрочностных свойств чугуна,Использование в составе смесиферросилиция и жидкого стекла повволяет получить смесь в виде брикетовПоэтому в смеси могут использоватьсматериалы в мелкодисперсном состоянии, которые получаются при дробле.нии комплексных модифицирующих сплавов,Ввод в состав смеси железокремниевомагниевоЬо сплава обеспечиваетмодифицирование чугуна и улучшениеформы графита. При содержании в смеменьше 35,07 железокремниевомагниевго сплава не обеспечивается улучшение микроструктуры и повышение прочпостных свойств чугуна, так как малсодержание модифицирующих элементовне обеспечивает получение шаровидной формы графита во всем объеме чугуна,При увеличении его содержаниябольше 58,0% не наблюдается дальнеишего улучшения микроструктуры и пошения прочностных свойств.Графит вводится в состав смесицелью стабилизации содержания углерода в модифицированном чугуне и повьппения модифицирующего действия смеси. При содержании в смеси графита вколичествах, меньших 4,5%, наблюдается снижение содержания углеродав чугуне, уменьшается модифицирующеедействие смеси, в микроструктурепоявляются отдельные включения .структурносвободного цемента и мало повы- ф 5шаются прочностные свойства чугуна.При увеличении содержания графитабольше 7,0% ухудшается форма графитовых включений в чугуне и снижаютсяпрочностные свойства металла. 50 Силикобарий обеспечивает повышение модифицирующего действия смеси, Если в смеси содержится меньше 2,0% силикобария то не наблюдается его влияния на улучшение микроструктуры и, особенно, на улучшение формы гра 1 фитовых включений и повышение " свойств: чугуна. При увеличении соначинает проявляться при его содержанни в смеси больше 05%. При увеличении его содержания больше 3,5%повьппается скорость растворения брикетов и снижается степень усвоенияотдельных компонентов. Хлористый кальций способствуетповьппению прочностных свойств брикегов благодаря участию в химической реакции ферросилиция с жидкимстеклом. Кроме того, он повышает модифицирующее действие смеси, Положительное влияние хлористого кальцияна повышение прочностных свойствбрикета начинает проявляться при егосодержании в смеси в количестве,,превышающем 0,17. При увеличении егосодержания больше 1,27 дальнейшегоповышения прочностных свойств брикетов и улучшения их модифицирующегодействия на обрабатываемый чугунне наблюдается,,4. О пат 0,7 108 0,4 5 0,1 0 кальции Жидкое текло 8,0 6 0 90 142 тепень усвосмеси 7667- 7 70 7 54 56 Ввод в состав смеси жидкого стекла способствует образованию брикетов благодаря экэотермическим реакциям между жидким стеклом и ферросилицием. Компоненты смеси оказываются связан ными между собой и образуют пористый брикет, который может изготавляться из мелкодисперсных компонентов. Причем мелкодисперсные модифицирующие компоненты, связанные в брикет, луч 1 О ше усваиваются чугуном. Необходимая прочность брикетов получается при содержании в смеси жидкого стекла 6,57 и более, При увеличении в смеси содержания жидкого стекла больше15 4,0% наблюдается дополнительное эагряэнение чугуна неметаллическимивключениями и снижение стабильностиэффекта модифицирования.Ферросилиций вводится в составсмеси для повышения ее модифицирующего действия и для обеспечения быстрого отверждения жидкого стекла,. Дляпредлагаемого состава смеси его количество в отношении к жидкому стеклу должно составлять 0,8-1,4.Апробацию известного и предлагаемого составов моди 4 ыцирующих смесейпроводят в условиях литейного завода,Составы исследуемых смесей и их влияние на свойства чугуна приведены в,таблице,3 80- 77- 81- 82- 72 82 79 83 85 731294833 Продолжение таблицы смеси,2,3 2, 15 1,9 1, 85 1,9 2,0 1,95 1, 8 2,0 1,85 Свойства модифицированного чугуна Предел прочностичугунапри рас-,тяжении,МПа 348 351 428 532 534 539 536 542 547 449 Относи- тельное удлинение,. 0,6- 0,8- 3,8 4,0 4,2 4,4 4,2 4,6 5,3 4,00,9 1,05 ТвердостьНВ,кгс/мм 240- 222245 217 232 222 227 225 230 235 235240 Есть Есть Нет Нет Нет Нет Нет Нет Нет Есть Наличие отструк-.турносвободного отот- дельдель- дельные ные ные вклю- включения чения вклю- чения цементита в тонких стенках отливок П р и м е ч а н и е. Составы 1 и 2 соответствуют известной смеси. Исходный чугун выплавляют в дуговой электропечи. Химический состав чугуна следующий, мас,Х: С 3,39-3,57;81 1,53-1,681 МпО 0,24-0,27; Я 0,11- 0,14; Сг 0,08; Р 0,07; В 0,02, железо - остальное. После расплавления чугун перегревают до 1470-1480 С. Модифицирование исходного чугуна проводят путем загрузки дробленных до фракций 30-70 мм брикетов, которые сверху пригружают мелкими скрапинами чугуна. Температура заливаемого в ковш чугуна 1400-1430 С, Расход известной смеси 2,15-2,3 от массы ,модифицируемого чугуна, а предлагаемой - 1,8-2,0%,Модифицирующие смеси приготавли.45 вают перемешиванием взвешенных пор,ций сухих компонентов в лаборатор:ных бегунах 016.После тщательного перемешиванияв течение 5-7 мин в составы вводят 50 жидкое стекло и смесь дополнительноперемешивают 4-5 мин. Затем смесьзасыпают в формы для образованиябрикетов и благодаря протеканиюэкзотермических реакций между ферросилицием и жидким стеклом происходитсамоспекание смесей с образованиембрикетов.По сравнению с известной смесьюиспользование модифицирующей смеси7 1294833предлагаемого состава позволяетповысить степень усвоения модифицирующих элементов с 54-. 60 до 74-857,а также прочностные свойства чугуна:предел прочности с 348-351 до 532- 5547 МПа и твердость НВ с 235-245до 217-230. Исследование микроструктуры обработанного чугуна показало,что если известная модифицирующаясмесь улучшает форму и уменьшает 10,размеры графитовых включений, тосмесь предлагаемого состава позволяет получить графит,вермикулярной формы и тем самым значительно повысить,прочностные свойства чугуна. Процессмодифицирования получается болеестабильным и для изготовления моди-.фицирующей смеси предлагаемого состава могут быть использованы мелкиефракции (0,1-2,0 мм) компонентов,получаемые при дроблении модифицирующих сплавов. Использование длямодифицирования чугуна смеси предлагаемого состава позволяет стабильно получать правильную, шаровиднуюформу графита и высокие прочностныеи пластические свойства чугуна. изобретения Формула1 Модифицирующая смесь для чугуна, содержащая железокремниевомагниевый сплав, силикобарий, графит, ферротитан и ферросилиций, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения степени усвоения компонентов, использования мелкодисперсных фракций компонентов, увеличения стабильности процесса модифицирования чугуна, улучшения микроструктуры и повышения прочностных свойств чугуна, она дополнительно содержит ферроникель, плавиковый шпат, хлористый кальций и жидкое стекло, при следующем соотношении компонентов, мас.3:Железокремниевомагниевый сплав 35,0-58,0 Силикобарий 2, 0-9,5 Графит 4,5-7,0 Ферротитан 0,12-1,0 Ферроникель 5,0-20,0 Плавиковый шпат 0,5-,3,5 Хлористый кальций 0,1-1,2 Жидкое стекло 6,5-14,0 ,Ферросилиций Остальное Составитель К.СорокинРедактор Н.Егорова Техред А.Кравчук КорректорМ,Демчик Заказ 562/27 Тираж 550 Подписное ВНИИПИ Государственнбго комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5