Порошковая проволока для модифицирования чугуна

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 132 9) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ванию Цель роцесс.Ф.Альт ьство СС 00, 29.0 цирование чуикатора в рас Технология и производства.ИИмаш, вып.8,ДЛЯ МОДИФИся к област тГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт проблеми Институт электросватона(57) Изобретение относиметаллургии и литейного в частности к модифицироуна различными добавками.изобретения - стабилизация п а растворения проволоки, увеличение дисперсности и степени сфероидизации графитовых включений в чугуне, а также повышение и выравнивание прочностных свойств на 2-2,57. чугуна в различных сечениях отливок, а пластических свойств в 2-2,5 раза. Порошковая проволока состоит из оболочки, изготовленной из алюминиевого сплава с содержанием магния 0,05- 5,8 мас.Х. Порошкообразная шихта проволоки содержит компоненты при следующем соотношении, мас.Е: магний р 24,4-84,4; цериевый мишметалл 0,7- 38,2; железокремниевомагниевый сплав 10,1-63,3; соли редкоземельных металлов цериевой или иттриевой групп 0,3-19,6. При этом коэффициент заполнения порошковой проволоки составляет 10,8-29,8 Х. 3 табл, МюйСО1 Хзоб 1 е 1 ение ОтнОситсЯ к 1:хетсЛурГехи и литейному производству в частности к вопросу модифицирования чугуна различными добавками.Цель изобретения - стабилизация процесса растворения проволоки, увеличение дисперсности и степени сфероидизации графитовых включений в чугуне, а также повышение и выравнивание прочностных свойств чугуна в различных сечениях отливок,Ввод в состав порошковой проволоки магния обеспечивает получение высоких модифицирующих свойств наполнителя, Ощутимое влияние на форму и размеры графитовых включений и повышение прочностных свойств чугуна 11 аблвдается при содержании в шихте 2 е,Аи более магниевого поротпка до количеств, превы 1 пающих 84,4/, бла - годаря сильному испарению магния наЕтхюдается бурление металла в процессе его поступления в Форму и выбросы чугуна из стояка литниковойсистемы.При включении в состав шихты наполнителя пороепковой проволоки цериевого мишметалла в микроструктуре чугуна наблтодается повышение сфероидальности графитовых включений и за счет этого повышение прочностных свойств. Благоприятное влияние цериевого мишметалла на микроструктуру и свойства чугуна проявляется при содержании его в шихте в количествах 0,7 и больпте, а при увеличении его . содержания больше 38,2% в микроструктуре тонких стенок появляется структурно-свободный цементит и это приводит к образованито в отливках трещин.Ввод в состав шихты наполнителя железокремниевомагпиевого сплава (ЖКМили ЖКМ) обусловлен тем, что он содержит большое количество кремния, который подавляет образование структурно-свободного цементита и способствует выравниванию прочностных свойств чугуна в различных сечениях отливок. Влияние ЖКМ на микроструктуру и свойства чугуна начинает проявляться при его содержании в шихте наполнителя в количествах 10,1 и больше, Увеличение содержания ЖКМ больше 63,3 невозможно, так как в порошковой проволоке получается определенное соотношение массы оболочки и массы наполнителя и50 55 проволоки.Исследования применения для модифицирования чугуна известного и предлагаемого составов порошковой проволоки проводят в условиях литейного цеха опытного производства.Составы исследуемых порошковых проволок приведены в табл.1.Из данных табл,1 видно, что проволока состава 1 содержит меньше магния, солей РЗМ и больше железокремнемагниевого сплава, проволока состава 8 содержит больше магния, а проволока состава 9 содержит, больше цериевого мишметалла, солей РЗМ и меньше железокремнемагниевого увеличение массы ЖКМ в наполнителевозможно только за счет сокращениямассы магния и РЗМ, а это снижаетмодифицирующее действие наполнителя 5и приводит к ухудшению формы графита и снижению прочностных свойствчугуна.Соли РЗМ цериевой и иттриевойгрупп входят в состав шихты и обеспечивают получение в микроструктуречугуна в различных сечениях отливокбольшего количества графитовых включений и большую сфероидальность ихформы. Положительное влияние солейРЗМ начинает проявляться при их содерканин в шихте в количествах 0,3 .и больше, а если их количество превьппает 19,6%, то в тонких сечениях 20 начинает проявляться стрктурно-свогбодный цементит и снижаются прочностные свойства чугуна.Использование для изготовленияоболочек порошковой проволоки алюминиевого сплава благодаря низкойтемпературе его плавления обеспечивает быстрое растворение оболочки вчугуне, что способствует стабилизации процесса растворения и повьппениюстепени усвоения материала оболочкичугуном. Содержание в алюминиевомсплаве 0,05-5,8 магния способствует повышению модифицирующего действия порошковой проволоки на чугун,Повышение модифицирующих свойствпроволоки наблюдается при содержании в сплаве 0,05 . и больше магния.При увеличении содержания магния всплаве до количеств, превьпшающих5,8 , значительно снижаются пластические свойства алюминиевомагниевого сплава и это затрудняет изготовление из него оболочки порошковой13283850,26; медь 0,14; никель 0,05; сера0,031; фосфор 0,07 и железоостальное. Модифицирование порош 5ковой проволокой проводят притемпературе чугуна в пределах 1415++10 С. сплава, чем указано в предлагаемом составе. Составы 2-7 соответствуют порошковой проволоке предлагаемого состава.ОВ табл,2 приведены свойства и микроструктура чугунов, полученных при его обработке исследуемыми порошковыми проволоками, где дополнительно приведены прочностные харак теристики чугуна в тонких и толстых сечениях отливок.Из данных табл,2 видно, что применение порошковой проволоки предлагаемого состава позволяет повысить 15 предел прочности при растяжении в тонких и толстых сечениях отливок до 569-596 и 552-576 МПа соответственно, причем абсолютная разность в прочности материала отливок в толстых 20 и тонких сечениях отливок уменьшается до 14-24 МПа. Предел текучести, относительное удлинение, твердость повышаются до 486-502 МПа; 6,62- 7,4 Е; 227-237 кг / 25В качестве алюминиевых сплавов для оболочки порошковой проволоки в предлагаемом изобретении применяют алюминиевые деформируемые сплавы. Для примеров 1-4 используют сплавы 30 АДО, АД 1, ММ, АМг 2, которые содержат магний в количестве мас.7: 0,03;0,05; 0,37; 2,6 соответственно. Для примеров 5-7 используют сплавы ММ; АМг 5; АМг 2, содержащие магний в количестве, мас.Е; 0,372 5,8; 2,6 соответственно. Для алюминиевой оболочки порошковой проволоки, содержащей магний в количестве более 5,87., используют сплав АМгб, который со держит 5,897 магния. Полный химический состав сплавов представлен в табл.3. 45 50 В качестве солей цериевой группы используют галогенид церия СеС 1, а в качестве солей иттриевой группы используют галогениды УС 1 ; УС 1.Выплавку исходного чугуна проводят в индукционной печи ИЧТ,16. Химический состав исходного чугуна следующий, мас.7 углерод 3,52-3,58; кремний 2,18-2,26; марганец 0,24 Ожидаемый экономический эффект от использования порошковой проволоки предлагаемого состава позволит за счет стабилизации процесса растворения порошковой проволоки, повыше ния прочностных свойств на 2-5,5 Х и пластических свойств в 2,0-2,5 раза получить экономический эффект в размере 2,06-2,39 руб. на 1 т отливок из высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита. Формула изобретения Порошковая проволока для модифицирования чугуна, состоящая из металлической оболочки и порошкообразной шихты, содержащей магний, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью стабилизации процесса растворения проволоки, увеличения дисперсности и степени сфероидизации графитовых включений в чугуне, а также повышения и выравнивания прочностных свойств чугуна в различных сечениях отливок, оболочка изготовлена из алюминиевого сплава с содержанием магния 0,05-5,87., а порошкообразная шихта дополнительно содержит церие" вый мишметалл, железокремниевый сплав, соли редкоземельных металлов цериевой или иттриевой групп, при следующем соотношении компонентов шихты, мас.Е:Магний 24,4-84,Цериевый мишметалл 0,7-38,2Железокремниевомагниевый сплав 10,1-63,31Соли редкоземельныхметаллов цериевой илииттриевой групп 0,3-19,6 при этом коэффициент заполнения порошковой проволоки составляет 10,8 29,87.1328385 Таблица 1 84,4 24,0 24,4 85,0 31,9 45,2 42;0 0,6 14,4 0,7 38,2 5,2 38,5 2,5 9,0 20,8 30,7 , 33,60,1 9,575,2 63,Э 995 Соли РЭИ церневой группы 0,2 : 11,6 8,5 093 0,8 3,0 20,1 19,6 2,+ Ф Оболочка раэрывается при иэготовленни проволоки 098 999 8,3 , 23,6 13,4 13,8 13,1 24,6 29,8 73,0 72,0 72,0 70,6 69,9 7 Э 76,0 73,0 77,3 1,0,0 19) 909027 0,026 0,026 Щтд Состав н свойства МагнийПерневый мищметалл Соли РЗМ иттриевойгруппы Оболочка ив стальнойленты . Оболочка нв алюминия с О,ОЭХ И 8 по массе) Оболочка нэ алюминияс 0,05 Х Ий. Оболочка иэ алюминия26 Х И 8 Оболочка ив алюминияс 37 Х М 8 Оболочка иэ алюминияс 5,8 Х М 8 Оболочка иэ алюминияс 5989 Х М 8 оэффицнент ваполнения воронковой проволоки 9 Х Масса 1 погонного метрапроволоки Расход пороиковой прово 1 локн от массы чугуна 9 ХОстаточное содернаниемагния в чугуне 54,3 53,512,9 4,4 09027 09032 09033 09029 09028 0902% Ь РцЖ фР Еи оЭР, ц Ец оо дЦ д1:д о 1 о Э 1 1 1- -1 и 1 10 1 1 Э 1 ч 1жаИ ФжРцоЖ Эо жР Жи хЖЭ Ца эР х 3 ж ц И о ж Е 1 д о Э и Ж И Ж Э ь Э Э о ж Ж й А 1" ц 6 О Э Ж Р о л СР ж л Ф цс 4 И 1 Р Э Ц д с Е 4 И., ., -: . сч до о 8 а о О - - б Г м дЩ ц Е аОс 0 ВГ мЩ8 1 м СОсч дЩ аое аорто ф 1:гм о сч й л м щ о с В аи оы . Г.1: 4 о л о оо е оЩ л а ь л1328385 10 Таблица 3 Марки сплаСодержание элементов мас.Е А Яе вов 0 Осталь,02 0,0 ное 0,025 5 0,25 0,09 0,1 0,024 0,25 0,25 0,0 13 0,5 0,07 0,1,2 2 0,1 2,6 0,35 0,3 0,1 0,1 0,35 0,4 0,15 0,08 5,8 4 0,35 0,15 0,1 5,8 О,оставитель Н.Гершановехред А. Кравчук Редактор С.Патрушева орректор И.Муск Заказ 3454 Подпис роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,АМг 5 АМг 6 0,04 0 0,15 0 9 ТиражВНИИПИ Государстпо делам изоб 113035, Москва, Ж549енного комитета СССРетений .и открытийРаушская наб., д. Примеси не более,Е