Смесь для модифицирования чугуна

(54 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ЛИСАНИЕ ИЗ ВТОРСКОМУ СВИДЕТ(7 1) Всесоюзный нкий институт литения, литейной техтизации литейного(56) Авторское свидетельство ССС В 263616, кл, С 22 С 37/06, 1968 Ь ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к составам модификаторов для получения чугуна преимущественно с пластинчатым графитом.Цель изобретения - повышение прочности и однородности свойств чугунав толстостенных и разностенных отливках. Смесь для модифицированиячугуна включает, мас.7.: феррохромвысокоуглеродистый 12-20; сурьма теллуристая 0,05-0,10; лигатура с редкоземельными металлами на железокремниевой основе 65-75 и ферромарганец высокоуглеродистый остальное.Смесь обеспечивает повышение пределапрочности при растяжении на 10-143и однородность структуры и твердостичугуна по сечению разностенных итолстостенных отливок более чем в4,0 раза, 2 табл, 130863012-20 0,05-0, 1 Остальное 55 Изобретение относится к металлургии, в частности к составам модификаторов для получения чугуна преимущественно с пластинчатым графитом.Цель изобретения - повышение прочности и однородности свойств чугуна в толстостенных и разностенных,отливках,Смесь для модифицирования чугунасодержит высокоуглеродистые феррохроми ферромарганец, сурьму теллуристуюи лигатуру с редкоземельными металлами на железокремниевой основе приследующем соотношении компонентов,маа,%; Феррохром высокоуглеродистый Сурьма теллурис- тая Лигатура с редкоземельными металлами на железокремниевой основеФерромарганец высоко- углеродистый Введение в состав смеси сурьмы теллуристой в виде соединения БЬ Тез повышает прочность и однородность свойств чугуна в толстостенных и разностенных отливках, так как сурьма и теллур способствуют перлитизации металлической основы в толстых сечениях отливки и, кроме того, сурьма предотвращает образование карбидов, особенно хрома, в тонких сечениях отливки, а теллур способствует измельчению звтектического зерна.Введение в состав смеси лигатуры с редкоземельными металлами на железокремниевой основе не только обеспечивает высокую степень графитизации чугуна, но и способствует улучшению формы, размеров и распределения графита в металлической основе и, как следствие, повышению прочности и однородности свойств чугуна в отливках. Использование в предлагаемом составе смеси высокоуглеродистых феррохрома и ферромарганца с содержанием соответственно 8 и 7% углерода повышает графитизирующую способность смеси и способствует измельчению включений графита, так как углерод феррохрома и ферромарганца. при вводе в расплав чугуна служит зароды 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 шевыми центрами для кристаллизацииграфита, что уменьшает вероятностьпоявления структурно-свободного цементита и .повышает однородностьсвойств чугуна,В составе смеси используют высокоуглероцистый феррохром в кусках размером 1-4 мм, высокоуглеродистый Ферромарганец в кусках размером 1-4 мм,сурьму теллуристую в виде соединенияБЬТе в порошке с частицами размером менее 0,5 мм, лигатуру с редкоземельными металлами на железокремниевой основе в кусках размером 1-4 мм.Смесь для модифицирования чугунаприготавливают отвешиванием расчетных доз компонентов в соответствиис предложенным количественным соотношением и в зависимости от массымодифицируемого металла.Эффективность действия смеси выявляют на чугуне, содержащем, %:С 2,95-3,06; Б 1. 1,60-1,72;Мп 0,500,52; Б 0,02-0,03, выплавленном вкислой индукционной печи и нагретомдо 1450+10 С, а затем захоложенномдо 1390+10 С,Компоненты смеси для модифицирования вводят в ковш в количестве0,15 % от массы жидкого чугуна. После выдержки и удаления шлака заливаютлитейные формы для получения образцовй технологических проб.В табл. 1 представлена составыпредложенной и известной смесей длямодифицирования чугуна,В табл, 2 показано влияние указанных смесей на свойства модифицированного чугуна,Модифицирующий эФфект предложенного и известного составов смеси оценивают по величине отбела пробы размером 65 65 12 мм, заливаемой в стержневую форму с металлической плитой;по величине предела прочности Сьобразцов, вырезанных из цилиндрических заготовок диаметром 30 мм и длиной 280 мм; по колебанию показателейтвердости НВ, по сечению ступенчатойпробы со ступенями толщиной 4080 120 мми по микроструктуре шлифов, приготовленных из образцов после испытаний механических свойств,Испытания на прочность и твердость, а также исследование микроструктуры проводят стандартными методами.Из приведенных в табл. 2 результатов испытаний следует, что оптималь 1308630ная массовая доля высокоуглеродистыхферрохрома и ферромарганца, сурьмытеллуристой и лигатуры с редкоземельными металлами на железокремниевойоснове в составе смеси находитсясоответственно в пределах,7: 12-20,9-16; 0,05-0,10 и 65-75 (составы 1-3).Введение высокоуглеродистого феррохрома в количестве 12-207. обеспечивает повышение прочности и однородности (изотропности) свойств модифицированного чугуна по сечению отливок за счет ввода хрома и одновременно способствует графитизации чугуна за счет ввода углерода, служащего дополнительными центрами кристаллизации графита.При уменьшении содержания высокоуглеродистого феррохрома в составемодификатора (состав 4) ухудшаются 20показатели прочности модифицированного чугуна, а также увеличиваетсяразброс показателей твердости в различных по толщине стенках отливок изза ухудшения структуры металлическойосновы чугуна (возрастает содержаниеферрита), формы, размеров и распре -деления включений графита, При увеличении содержания высокоуглеродистого Феррохрома (состав 5) понижается прочность чугуна и однородностьпоказателей, твердости по сечениютолстостенных и разностенных отливокиз-за повышения склонности чугуна котбелу, появления структурно-свободного цементита (особенно в тонкихстенках и кромках отливки), затрудняющего механическую обработку,Введение высокоуглеродистого ферромарганца в пределах 9-167 в составе смеси способствует повышениюграфитизирующей способности и лучшему усвоению смеси в расплаве чугунапри обеспечении высокого уровня прочностных свойств чугуна, 45Сурьма теллуристая вводится всостав смеси в количестве 0,05-0,107.Это содержание является оптимальнымдля обеспечения высокой перлитизирующей способности и однородности 50свойств по сечению толстостенных ираэностенных отливок,При уменьшении содержания сурьмытеллуристой в составе смеси (состав 55 6) ухудшается ее модифицирующий эфФект, понижается прочность чугуна и увеличивается разброс показателей твердости по сечению толстостенных и разностенных отливок вследствие ухудшения микроструктуры, меньшей степени перлитизации металлической.основы, укрупнения эвтектическогозерна,При увеличении содержания сурьмытеллуристой в составе смеси (состав7) прочность чугуна и однородностьпоказателей твердости по сечениюотливки подают вследствие появленияв структуре карбидов и выделенйяструктурных составляющих неблагоприятной формы, в частности аномальныхФорм графита (сетчатого, видманштеттового), и разорванной сетки по границам эвтектических зерен.Лигатура с редкоземельными металлами на железокремниевой основе введена в состав смеси в пределах 65-757,что обеспечивает повышение модифицирующего эффекта, прочности и однородности свойств чугуна в разностенных отливках.Уменьшение содержания лигатуры средкоземельными металлами на желеэокремниевой основе в составе смеси(состав 8) приводит к ухудшению модифицирующего эффекта вследствиепревалирования действия феррохромаи ферромарганца, повышению углерод.ного эквивалента чугуна и, как следствие, к снижению прочности чугуна иоднородности свойств по сечению толстостенных отливок вследствие ухудшения структуры чугуна, главным образомформы, размеров и распределения включении графита.Повышение содержания лигатуры средкоземельными металлами на железокремниевой основе в составе смеси(состав 9) приводит в некоторому увеличению отбела, образованию газовойпористости в отливках из-за повышенияколичества вводимого в расплав чугунаалюминия (содержащегося в лигатурев пределах 2-67) и удорожанию смесииз-за высокой стоимости РЗМ.Как следует из результатов испытаний, приведенных в табл. 2, обработкажидкого чугуна предложенной смесью,по сравнению с известной, обеспечивает повышение модифицирующего эффекта,выражающегося в повышении пределапрочности при растяжении на 10-147и однородности структуры и твердостичугуна по сечению разностенных и толстостенных отливок более чем в 4,0раза,1308630 Феррохром высокоуглеродистый 12-20 Сурьма теллуристая 0,05-0,1 Лигатура с редкоземельными металлами на железокремниевой: основеФерромарганец высокоуглеродистый 65-75 Остальное Таблица 1 Состав, мас,7. Модифицирующаясмесь Силикоба- Сурьма тел- Лигатура с РЗМ рий луристая на железокремниевой основе Феррохром Ферромарганец 05 12 70,965 9 16(известная) 18 Улучшение свойств чугуна, модифицированного предложенной смесью, про,исходит, как показывают металлографические исследования, за счет повышенйя степени перлитизации металлической основы и ее дисперсности, улучшения формы,. размеров и распределения включения графита, повышения однородности с 1 груктуры металла по сечению толстостенных и разностенных 10 отливок.Кроме того, предложенная смесь имеет высокую графитизирующую способность благодаря содержанию в ней значительного количества углерода, 15 служащего зародышевыми центрами для кристаллизации графита, что дает возможность сократить расход смеси в чраз, уменьшить потери температуры обрабатываемого жидкого метал ла и экономить топливо или электроэнергию при выплавке чугуна.Предложенная смесь длямодифицирования чугуна может быть использована при производстве отливок дета 25 лей машин и оборудования, работающих в условиях трения, повышенных и длительных механических нагрузок и давлений. Наиболее целесообразно использовать предложенную смесь для модифицирования низкосернистых чугунов, выплавленных в электрических печах на шихте со значительной долей стального лома и предназначенных для получения разностенных и массивных отливок в песчаных формах с остаточной влажностью не выше 1,07,Таким образом, при использованиипредложенной смеси для модифицирования чугуна повышают прочность и однородность чугуна в толстостенныхи разностенных отливках при внепечнойобработке жидкого металла,Формула изобретения Смесь для модифицирования чугуна, включающая феррохром и ферромарганец, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности и однородности свойств чугуна в толстостенных и разностенных отливках, она дополнительно содержит сурьму теллуристую и лигатуру с редкоземельными металлами на железокремниевой основе, при этом используют высокоуглеродистые феррохром и ферромарганец при следующем соотношении компонентов, мас,Ж:Заказ 1775/22 Тираж 550 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д, 4/5