Лигатура

СОЮЗ СОВЕТСНИХИИ 9 даМепеУБЛИН 9 4 С 22 С 35/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТБТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕНИДЕТЕЛЬСТВУ 2/ 85 У 20 итехнический инна-Дону научноститут технологи В. М Михайловс- еревозкин СССР 1984ССР1975. тельств С 35/00 ьств 35/О литейыскани оситсяменно ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(57) Изобретение отнму производству, а и новых составов лигатур для производства отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Целью изобретения является повышение степениусвоения сфероидизирующих и легирующих компонентов, стабилизация свойствв разностенных сечениях отливок иснижение себестоимости чугуна. Предложенная лигатура содержит, мас.7:кремний 10-25; магний 4-10; барий4-8; марганец 25-45; углерод 2,04,5; стронций 1,5-4,5; церий 0,2-0,8;железо остальное, Предложенная лигатура обладает высоким сфероидизирующим эффектом и позволяет получитьполностью перлитную структуру чугунас пределом прочности более 650 МПа.3 табл.Изобретение относится к литейномупроизводству, а именно к изысканиюсоставов лигатур для производстваотливок иэ высокопрочного чугуна сшаровидным графитом,Цель изобретения - повышение степени усвоения сфероидизирующих и легирующих элементов, стабилизациясвойств в разностенных сечениях отливок.Предложенная лигатура содержитмас. 7.:Церий 0,2-0,8Магний 4-10Кремний 10-25Барий 4-8Стронций 1,5-4,5Углерод 2,0-4,5Марганец 25-45железо ОстальноеОбоснование выбранных пределовсодержания ингредиентов (установлено экспериментально),Церий способствует стабилизациишаровидной форм графита, При содержании церия в лигатуре менее 0,2 Еснижается сфероидизируннций эффект играфит вместо правильной шаровиднойформы принимает компактную, а присодержании церия в лигатуре более0,87 увеличивается склонность ВЧГ котбелу.Магний - сфероидизатор графита иодновременно рафинирует расплав отвредных примесей: серы, кислорода,азота. Содержание магния ниже 47. необеспечивает получение полностью шаровидной формы графита, при содержании Мр более 107., снижается степеньусвоения магния и ухудшаются условиямодифицирования жидкого чугуна.Стронций обеспечивает получениеравномерных свойств в разностенныхотливках с толщиной стенки от 1 О до40 мм, а также препятствует разложению эвтектоидного цементита перлитав массивных сечениях отливок, препятствуя Ферритизаиии металлической основы, т.е. способствует нормализациипоследней. Критерием оценки однородности неметаллической основы по сечению отливки является твердость,При содержании кремния в лигатуре менее 107 уменьшается эффективность графитизации чугуна, образуется структурно-свободный цементит, который не устраняется вторичным модифицированием, а при содержании бо 3886 5 10 15 20 40 45 50 55 2лее 257, уменьшается удельный вес лигатуры, степень усвоения элементов и сфероидизации графита.Содержание бария в лигатуре в количестве 4-87, обеспечивает получение отливок без отбела и является оптимальным. Кроме этого, барий совместно с церием и магнием усиливает эффект сфероидизации графита, Присутствие стронция в составе лигатуры обеспечивает получение одинаковых свойств в различных стенках отливки. Нижний предел выбран исходя из минимального количества для получения стабильных результатов в стенке толщиной 40 и 1 О мм. Верхнее ограничение связано с некоторым ухудшением формы графитовых включений в массивных сечениях отливки.Углерод в составе лигатуры способствует увеличении центров кристаллизации графитной Фазы, что благоприятно сказывается на распределении и размерах графитных включений в металлической матрице, а также на снижении температуры плавления лигатуры. Содержание углерода в лигатуре менее 2 Е оказывает незначительное влияние на зарождение центров кристаллизации графита, а при ссдержании более 4,5 Е ухудшается степень усвоения углерода в лигатуре, резко увеличивается количество графитных включений, что отрицательно сказывается на прочностных свойствах чугуна,Марганец является перлитизатором металлической матрицы. Содержание марганца в количестве 25-452 обеспечивает не только стабильную перлитную структуру, но и позволяет получать удельный вес лигатуры не менее 4,8 г/см, чем обеспечивается активаное взаимодействие между жидким металлом и лигатурой. При этом, нет необходимости в создании специальных способов ее ввода в жидкий чугун, Содержание марганца в лигатуре менее 257 снижает ее удельный вес и увеличивает склонность. чугуна к Феррити" зации, а при содержании более 452 очень трудно корректировать химический состав ЗЧГ, в связи с наличием марганца в исходных л.ейных -,"угунах, а также повьшепкой склонностию чугуна к отбелу, Присутствие в пи;атуре церия, магния бария резко у;:,еличпвает ее десул:ьфируишую способность.13138 П Р и м е р. Лигатуру получают в индукционной печи ИСТ,06, В качестве шихтовых материалов используют церий в виде ферроцерия (ТУ 48-4- -280-73), магний первичный Мг 955 (ГОСТ 804-72); кремний в виде электрогенного ферросилиция ФС 75 (ГОСТ 415-78), барий в виКе ферросиликобария ФС 60 Ба 22 (ТУ 14-5-160-84) стронций в виде гексафторсиликата 10 стронция (ТУ 6-08-3620-74), марганец в виде ферромарганца Мн (ГОСТ 4755- -70), Содержание углерода доводят путем введения завалку мелкодробленного боя электродов. Железо доводит ся до заданных пределов завалкой в шихту литейного чугуна ЛК 1 (ГОСТ 4832-79).На дно тигеля индукционной печи засыпают мелкодробленный бой электро дов и смешивают последний с гексафторсиликатом стронция ферроцерий, а затем все остальные компоненты шихты, Плавку ведут при 1250 С. В качестве покровного флюса для обеспечения не- возгорания магния используют поваренную соль (ИаС 1). После расплавления шихты и доводки ее по химсоставу разливают по изложницам. Химический состав приведен в табл. 1. 30 К легкоокисляющимся элементам впредложенной лигатуре относят церий,магний, барий, являющиеся сфероидизаторами графита в чугуне. Легирующимиэлементами являются марганец и стронций, обеспечивающие в комплексе перлитную структуру металлической основыи равномерные свойства в разностенныхотливках. 40Для сравнения в известном сплавелегкоокисляющимися элементами являются магний, кальций, барий, РЗМ, а гегирующими - медь и марганец,Испытание известного сплава и 45предложенной лигатуры показывают,что предложенный состав обеспечиваетусвоение ее чугуном при более низкихтемпературах без образования тугоплавкого шлака, а свойства чугуна в различных сечениях отличаются незначительно, В то время, как известныйсплав дает больной разброс значениймеханических свойств по сечениям различной толщины. Одновременно с этим Зб 4себестоимость предлагаемой лигатурыниже себестоимости известного сплава,Результаты механических испытанийчугунов с шаровидным графитом в литом состоянии, полученных при модифицировании с помощью известной и предлагаемой лигатур, а также степень усвоения сферодизирующих и легирующихэлементов расплавом чугуна представлены соответственно в табл. 2 и 3.Таким образом, для получения ВЧНГпредложена лигатура на основе марганца с удельным весом 4,8-5,8 г/см изтемпературой плавления 945-1050 С,которая не требует специальных способов ввода ее в жидкий чугун и имеет относительно низкую стоимость, Приэтом данная лигатура обладает высокимсфероидизируюшим эффектом и позволя-ет получить полностью перлитную структуру чугуна с пределом прочности более 650 МПа. Предлагаемую лигатуруможно отнести к категории "тяжелых"лигатур. Однако, она может успешноиспользоваться и при внутриформенноммодифицировании, хотя наиболее предпочтительно с экономической точкизрения испольэовать ее для модифицирования в ковше. Целесообразно использовать данную лигатуру при выплавке высокопрочного чугуна с применением в шихте металлизованных железорудных окатапдей,Формула изобретения Лигатура, преимущественно для получения чугунных отливок, содержашая кремний, магний, барий, марганец, углерод и железо, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения степени усвоения сфероидизирующих и легирующих компонентов, стабилизации свойств в разностенных сечениях отливок, она дополнительно содержит стронций и церий при следующем соотношении компонентов, мас.Е:Кремний 10-20 Магний 4-10 Барий 4-8Марганец 25-45 Углерод 2,0-4,5 Стронций 1,5-4,5 Церий 0,.2-0,8 Железо Остальное1313886 8Таблица 2 20 2 36 ема ижн гату 18 22 3 1410 245 редний 25 1410 25 266 13 Верхи 269 269 вестный 1410 1360 220 14 630 ЭСредний рхний 410 Известный имеет месгатуры о чугуна шлака, в р звестным мо каторо пр.Тираж 605 г. ужгород, пис Прое ная,едлагае- Нижний бработке в ковше жидко разование тугоплавкого ярилась к днищу ковша ВНИИПИ Заказ 2183/2 Произв.-полигр. пр-ти езультате чего часть 233 240