SU1062293A1 - Модификатор дл чугуна - Google Patents

Abstract

МОДИФИКАТОР ДЛЯ ЧУГУНА, содержащий алюминий, висмут, бор и железо , о тл ичаюци и с   тем, что, с целью повышени  механических свойств ковкого чугуна, он дополнительно содержит редкоземельные металлы , кальций и кремний при следую-, щем соотношении компонентов мас.%: 8-15 1-4 Висмут 1-4 Бор Редкоземельные 10-20 металлы Кальций 20-40 Кремний Остальное Железо

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии,.конкретнее к модификаторам , и может быть использовано пр изготовлении отливок из ковкого чуг на. Известны модификаторы, воздействующие на первичную кристаллизацию предотвращающие образование в чугун первичного графита, воздействующие на замораживание и увеличение количества центров графита и способству кадие ускорению процесса отжига отли вок из ковкого чугуна. Известен модификатор l дл  чугуна следующего сост.ава, мас,%: Церий15-20 Титан . 10-20 Медь60-70 Недостатком модификатора  вл етс то, что он требует в своем составе дефицитнор и дорогой меди. Кроме то го,- обеспечива  достаточно хорошие прочные свойства чугуна, ударна  в зкость при его применении остаетс  невысокой; Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  комплексны модификатор 2j , содержащий алюмиНИИ , висмут, бор и железо при следу ющем соотношении компонентов, мас.% от веса жидкого чугуна.: 0,01-0,05 Алюминий 0,001-0,020 Висмут 0,001-0,006 Бор Железо Остальное Недостаток известного модификато ра в том, что при использовании его дл  получени  ковкого чугуна не обе печи-ваетс  необходимый уровень меха нических свойств, что объ сн етс  формой графитовых включений - крабо видной, а при введении алюмини  более 0,02% преобладает пластинчата  форма. При введении висмута более 0,005% удлин етс  отжиг и снижаютс  механические свойства чугуна, особенно , ударна  в зкость, Целью изобретени   вл етс  повышение механических свойств:ковкого чугуна. Эта цель достигаетс  тем, что мо дификатор дл  чугуна, содержащий алюминий, висмут, бор и железо, дополнительно содержит редкоземельные металлы, кальций и кремний при следующем отношении компонентов, мас,% Алюминий 8-15 Висмут . 1-4 ОБОР1-4 Редкоземельные металлы.РЗМ, 10-20 15-25 Кальций 20-40 Кремний Железо Остальное Модификатор готов т следующим образом. Все компоненты смеси иймельчают на гранулы размером 2-5 мм кроме алюмини , который ввод т в таблетках. Висмут и алюминий ввод т в виде технически чистых материалов, бор в виде ферробора или других боросодержащих материалов (борна  кислота, ферросиликоборал и др , РЗМ - в виде мишметалла или других материалов, содержащих РЗМ, кальций,- в. виде силикокальци  и плавикового шпата в отношении 3:1 соответственно, кремний и железо в составе модифицирующей смеси обеспечиваютс  за счет силикокальци , материалов, содержащих РЗМ и боросодержащих материалов. Модифицирующа  смесь, в количествах 0,1-0,12% от веса жидкого металла , вводитс  в ковщ в бумажных пакетах во врем  наполнени  его металлом . Введение модифицирующей смеси в металл в количестве более 0,12% от веса жидкого чугуна зкономически нецелесообразно , так как это не приводит к дальнейшему увеличению механических свойств, кроме того, увеличение количества модифицирующей смеси может привести к по влению первичного графита отсера, резко ухудшающего механические свойства ковкого чугуна, . Введение модифицирующей смеси в. количестве i 0,1% от веса жидкого металла не приводит к заметному изменению механических свойств ковкого чугуна. Плавиковый шпат в составе модифицирующей смеси вызывает барботаж металла, что обеспечивает лучшее удаление неметаллических включений и более полное усвоение сплавом компонентов смеси. Кальций и РЗМ, вводимые в составе смеси в чугун, рафинируют металл по сере и газам, очищают границы зерен от легкоплавких соединений, тем самым увеличива  межкристаллитные св зи, обеспечивают часть неметаллических включений более компактной и округлой формы, измельчают структурные составл ющие чугуна, что улучшает механические свойства ковкого чугуна, Оксисульфидьа РЗМ и кальци  способствуют увеличению количества центров графита и, следовательно, сокращают диффузионный путь атомов углерода , что в сочетании с более чистыми граййца1 1и зерен способствует ускорению скорости диффузии углерода и обеспечивает сокращение цикла термической обработки белого чугуна на ковкий.

Кремний,  вл  сь графитизирующим элементом, также способствует ускорению графитизации.

Предлагаемый модификатор может при мен тьс  при -получении отливок из белого чугуна следующего состава, мас.%: С 2,2-2,8; Р До 0,15; Si 1,01 ,7; Мп 0,4-0,7; S До 0,25, Сг 0,050 ,2, который после модифицировани  подвергают графитизирующему отжигу на ковкий.

Пример. Дл  оценки эффектив ности предлагаемой смеси по сравнению с известной проведены специальные опытные плавки белого чугуна в индукционной 300-киллограмМовой печи с кислой футеровкой.

Модифицирующую смесь ввод т в бумажных пакетах на струю металла при выдаче его в разливочные ковши. Образцы дл  механических испытаний и металлографических исследований заливают в песчано-глинистые формыпри температуре жидкого чугуна .

Модифицирующую смесь ввод т в количестве 0,1-0,12% от веса жидкого чугуна. Модифицирую- чугун следующего состава, мас.%: С 2,45; Сг 0,07 Si 1,5, Р 0,07; S 0,16, Мп 0,6, Ре Остальное

Отжиг образцов провод т на ферритную стуктуру.

Провод т испытани  образцов на разрыв, на ударную в зкость и металлографические исследовани .

В табл. 1 представлены составы используег ых модифицирующих смесей, в табл. 2 - физико-механические свойства модифицированного ковкого чугуна в зависимости от состава вводи Nbix модиф11цирующих смесей.

Из табл. 1 и 2 следует, что ковкий чугун, модифицированный известным способом, при увеличении содержани  ,02 и В 0,005 обладает низкими прочностью/ ударной в зкоетью и пластичностью.

Ковкий чугун, модифицированный предлагаемой модифицирующей смесью, имеет при одинаковой твердости с чугуном, модифицированный по известному способу, повышенные механические свойства: предел прочности 380 МПа, ударна  в зкость 850 кДж/м относительное удлинение 12%.

Также проведены исследовани  скорости отжига чЕугунов, модифицированных известным и предлагаемым модифи .каторами.

Исследовани  проведены на чугунах следующего химического состава. {;габл. З) .

Исследовани  провод т в лабораторных муфельных печах. Чугуны состава 1-3, модифицировсшные известным и .предлагаемым модификатораг-м, отжигают на ферритную структуру. Первую стадию отжига провод т при 950-с вторую - при плавном охлаждении в интервале 76О-720 С. Специальную низкотемпературную обработку в случае модифицировани  известным способом производ т при 400-С в течение 2-х часов , дл  чугунов модифицированных предлагаемой модифицирующей «смесью, специальную низкотемпературную обработку не провод т. В табл. 4 приведены результаты исследований.

Таким образом, при использовании предлагаемого модификатора длительность ойдего цикла термической обработки сократилась на 15-20% по сравнению с использованием известного состава модификатора.

Экономический эффект составит 120 тыс. руб, в год на тонну металла

1811 10 15 20 Остальное 0,12

210 3 3 15 20 30 0,11

315 4 4 20 25 40 0,1

6

5 4

Таблица

Таблица 4

Claims (1)

1. (54 )(57 ) МОДИФИКАТОР ДЛЯ ЧУГУНА, содержащий алюминий, висмут, бор и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств ковкого чугуна, он дополнительно содержит редкоземельные металлы, кальций и кремний при следую-, щем соотношении компонентов мас.%:

   Алюминий 8-15 Висмут 1-4 Бор Редкоземельные 1-4 металлы 10-20 Кальций 15-25 Кремний 20-40 Железо Остальное Е2 SS ω с Λ и-ч