Лигатура

) 4 С 22 С 35 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТВУ ВИДЕ АТОМСК атура со,0;,0; титанцерий 0,1 тронций й,зо - осв состав ьных комвысоко 1 м графиист литейно к лигаможетвлении стали, ипри изго(71) Научно-исследовательский интут технологии машиностроения(56) Авторское свидетельство СССУ 998560, кл. С 22 С 35/00, 1981Авторское свидетельство СССРУ 1131917, кл. С 22 С 35/00, 198(57) Изобретение относится кму производству, в частноститурам для чугуна ибыть использовано то отливок из высокопрочного чугуна свермикулярным графитом. Лигдержит, мас.%: кремний 10,0магний 4,0-6,0; барий 1,5-47,0-10,0; углерод 1,5-4,0;0,25; марганец 25,0"45,0 с1,0-2,5; азот 0,08-0,2; желетальное, Дополнительный вводлигатуры магния в сочетании с предложенным соотношением осталпонентов позволяет получитьпрочный чугун с вермикулярньтом с высокими механическими сво"вами, расход предложенной лигатурысравнении с известной для модифицирования чугуна на 30-50% ниже.3 табл.И зобретение относится к литейномупроизводству, в частности к лигатурамдля чугуна и стали, и может быть использовано при изготовлении отливокиз высокопрочного чугуна,Целью изобретения является снижение расхода лигатуры и поньпиекие предела прочности чугуна.Сущность изобретения состоит в 1 Отом, что .лигатура, содержащая кремй, барий, титан, углерод, РЗМ, маранец, стронций, азот и железо, дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов,мас.7.: 15Кремний 10,0-25,0Барий 15-4,0Титан 7,0-10,0Углерод 15"4,0Церий 0,1"0,25 20Марганец 25,0-45,0Стронций 0 2 5Азот 0,08-0,2Магний 4,0-б,ОЖелезо Остальное 25Магний является сфероидиэаторомграфита и одновременно рафинируетрасплав от вредных примесей: серы,кислорода. При содержании магния ниже 4% стабильная вермикулярная форма ЗОграфита не достигается, а при содерании более 6% в структуре чугунапреобладает шаровидная форма графита.Введение марганца в количествахменее 25% в состав лигатуры не поз- З 5воляет повысить плотность лигатуры истепень усвоения компонентов, а введение марганца в количестве более45% резко увеличивает твердость чу,гуна, что требует проведения термической обработки. Введение стронцияв лигатуру в количестве менее 1,0%ие обеспечивает необходимого пределапрочности чугуна с вермикулярным граитом, а при содержании его более 452,5% наблюдается повышенный отбел,что приводит к высокой твердости отливок, Содержание азота в составе ли"гатуры 0,08-0,27 является оптимальным, При более низком содержании сни"50жается предел прочности чугуна вследствие уменьшения нитридов титана, апри более высоком содержании азотаувеличивается твердость чугуьа и сни,жаются его пластические свойства, 551При содержании кремния в лигатуременее 10% появляется опасность обра-.зования цементита в структуре чугуна,что приводит к отбелу отливок, присодержании более 25% снижается удельный вес лигатуры, а следовательно,ухудшается степень ее усвоения.Церий (при оптимальном содержании0,1-0,25%) способствует стабилизациинермикуляркой йормы графита н чугунеПри снижении содержания церия в лигатуре менее 01% появляется склонкость к образованию пластинчатогографита, а при содержании более0,257. - шаровидной формы графита,Содержание бария в лигатуре 1,5 -4,0% обеспечивает получение отливокбез отбела и является оптимальным сточки зрения получения чугуна с вермикулярным графитом,Титан - десфероидизатор графита -введеч в состав лигатуры для придания вермикулярной Формы графитовымвключениям, При содержании титанаменее 7% ухудшаются условия получения нермикулярной формы графита, асодержание титана в лигатуре более107 не приводит к дальнейшему улучшению условий формирования графитовых включений.Углерод н составе лигатуры способствует увеличению центров кристаллизации графитовой Фазы, что благоприятно сказывается на распределениии размерах грайитовых включений в металлической матрице, а также на снижении температуры плавления лигатуры,Содержание углерода в лигатеру менее 1,5% оказывает слабое влияние назарождение центров кристаллизацииграфита, а при содержании более 4%ухудшается степень усвоения углеродав лигатуре, резко увеличивается количество графитовых включений, чтоотрицательно сказывается на прочностыж свойствах чугуна,Для проведения испытаний предлагаемого состава лигатуры на дно тигля индукционной печи ИСТ,06 засыпали ингредиенты лигатуры: молотый бой электродов (2,55%), смешиная последний с гексафторсиликатом стронция (2,0%), Ферроцерий (0,2%), магний металлический (5%),.ферротитан (8,57) Ферросиликобарий (2,55%), марганец металлический и марганец азотиронанный (в пересчете на 357 марганца и 0,14% азота); добавляли ферросилиций в количестве, обеспечивающем содержание кремния в лигатуре 17,5%. Ли1434000 Т а б л и ц а 1 Содержание, мас.%, в предлагаемых составахлигатуры Известный состав по Компоненты авт.св,В 998560 12 Кальцийг 2,75 ВанадийАлюминий 12 в 5 4,25 5,05 0,05 0,1 Зэ 55, 4 еО 0,20 0,25 О, 306 эО 6 е 5 Церий Магний тейный чугун добавляли для получения общего содержания железа в лигатуре 26,66%.В качестве покровного флюса для предупреждения возгорания магния использовали НаС 1.Для обоснования оптимального содержания компонентов аналогичным образом были приготовлены пять соста вов предлагаемой лигатуры и один известный (по прототипу) для сравнения, В табл.1 представлены данные .составы.Проведены сравнительные испытания 15 предлагаемой и известной (по прототипу) лигатур обработкой чугуна следующего химического состава,%: углерод 3,3; кремний 1,8;,марганец 0,19; сера 0,021; фосфор 0,07%. 20Обработку чугунапроводили при 1480-1500 ОС в ковшах иэ расчета расхода 1,3% лигатуры от массы обрабаты ваемого расплава,Результаты сравнительных испыта ний, степени усвоения компонентов лигатуры и механических свойств чугуна с вермикулярным графитом представлены в табл.2.Как видно из табл.2, образцы чугуна, модифицированные лигатурой состава 2-4, обладают более благоприятными сочетаниями прочности и твердости в сравнении с чугуном, обработанным известной лигатурой.35В табл.З представлены сравнительные показатели расхода предлагаемой и известной лигатур, а также механические свойства полученного чугуна. Из табл.З следует, что при модифицировании жидкого чугуна предлагае"мй лигатурой ее расход существенноснижается.Таким образом, предлагаемая лигату-,ра позволяет получать высокопрочныйчугун с высокими механическими свойствами без применения специальных ме"тодов ввода ее в жидкий чугун. Удельный вес предлагаемой лигатуры составляет 4,8-5,6, что на 25-35% выше посравнению с известной. При этом степень усвоения компонентов лигатурызначительно выше по сравнению с известной, что в свою очередь позволяет снизить расход лигатуры на ковше"вое модифицирование на 30"50%,Формула изобретения Лигатура, содержащая кремний, барий, титан, углерод, церий, марганец, стронций, азот и железо, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью снижения ее расхода и повышения предела прочности чугуна, в нее дополнительно введен магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:Кремний 10 т 25Барий 1,5-4,0Титан 7-10Углерод 1,5-4,0Церий 0,10-0,25Марганец 25-45Стронций 1,0"2,5Азот 0,08-0,20Магний 4-6Железо Остальное,0 30,0 9,0 45,25,17,5 24,0 05 14,95 18,54 26,66 34,82 39,3 Желез 2 абли Степень усвоеникомпонентов лигтуры, Х ханическиевойства гатура ки с- ооталь В онен-,Предламая 1360 49)410 1360 45 49 1410 )360 3430 397 1360 1430 493 229455 21 13 26 246 14 239 410 73 250 19 78 244 207 ТитанУглеродБарий Известная по авт,св СССР+Образцы со сквозным отбелом,Составитель Г.ДудикРедактор А.Маковская Техред М.Дидык Корректор М.Пожо Заказ 5518/29 Тираж 595 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5