Способ обработки чугуна
Изобретение относится к области металлургии, -в частности к разработке способов обработки чугуна, содержащего микропримеси цветных поверхностно-активных металлов. Целъ изобретения - повышение термостойкости и снижение модуля упругости чугуна. Предлагаемый способ включает следующие операции: вьтуск расплава чугуна в передаточный ковш с предварительно помещенной на его дно лигатурой, содержащей редкоземельные элементы, продувку инертным газом и введение графита, перелив в разливочный ковш и обработку в данном ковше ферросиликобариевой лигатурой , причем количество РЗМ, графита и бария выбирают из соотношения 1:(20-40):(3-4). Способ обеспечивает следующие свойства чугуна; термостойкость 17-22 цикла; модуль упругости Е 10 8,6-12,5 МПа| (jpacT. 89-140 МПа. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСГ1УБЛИК (59 4 С 21 С 1/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3884299/22-02 (22) 15.04.85 (46) 15.03.87. Бюл. Р 10 (71) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов (72) В.С. Радя, Г.Г. Михайлова, Н.А. Бухвалова, Е:В. Зеленцова, А.К. Шефер и Г.А. Вышгородько (53) 669.162.3.68(088,8) (56) Заявка Японии Ф 49-17135, кл. С 21 С 1/10, 1970 ° (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к разработке способов обработки чугуна, содержащего микропримеси цветных поверхностно-активных металлов. ЦелБЮ» 296588, А 1 изобретения — повышение термостойкости и снижение модуля упругости чугуна. Предлагаемый способ включает следующие операции: выпуск расплава чугуна в передаточный ковш с предварительно помещенной на его дно лигатурой, содержащей редкоземельные элементы, продувку инертным газом и введение графита, перелив в разливочный ковш и обработку в данном ковше ферросиликобариевой лигатурой, причем количество Р3М, графита и бария выбирают из соотношения 1:(20-40):(3-4). Способ обеспечивает следующие свойства чугуна: термостойкость 17-22 цикла; модуль с упругости Е 10 8,6-12,5 МПа;
4 cj
G с,„. 89-140 МПа. 1 табл.. I 296588
Изобретение относится к металлургии, в частности, к разработке способов обработки чугуна, содержащего микропримеси цветных поверхностноактивных металлов.
Цель изобретения — повышение термостойкости и снижение модуля упругости чугуна.
Сущность изобретения заключается в последовательной обработке чугуна реагентами, в результате присадки которых в расплав вводится 0,010,035 редкоземельных элементов, 0,70,9 графита и 0,03-0,13 бария, Обработка редкоземельными элементами обеспечивает связывание ЦПАМ и адсорбцию их на соединениях церия с постоянными примесями чугуна (S, P). Введение церия ниже укаэанного предела не обеспечивает нейтрализацию микропримесей ЦПАМ, поэтому чугун имеет низкую термостойкость и высокий модуль упругости, Большее, чем указанное, количество вводимого церия, приводит к изменению формы, графита, что также неблагоприятно сказывается на свойствах чугуна.
Обработка чугуна графитом в количестве 0,7-0,9Х с одновременным барботированием в струе нейтрального газа обеспечивает интенсивное удаление ЦПАМ и их соединений из жидкого чугуна в шлак, а также оказывает графитизирующее воздействие, предотвращая измельчение графита, вызываемое обработкой РЗМ. Введение в чугун менее 0,7Х, графита малоэффективно при обработке больших масс чугуна, а добавка его более 0,97. приводит к снижению прочности и, как следствие, термостойкости чугуна.
Для стабилизации модифицирующего эффекта графита в расплаве, снижения уровня ликвационных процессов и выравнивания структуры чугуна по сечению толстостенной отливки, приводящих к увеличению термостойкости, чугун по предлагаемому способу дополнительно обрабатывают барием в количестве 0,03-0, 137, вводимым в виде лигатуры, содержащей более 20 бария.
При введении бария более указанного количества проявляется его карбидостабилизирующий эффект, что приводит к повышению модуля упругости
"чугуна и снижению его термостойкости, В результате обработки жидкого чугуна согласно предлагаемому способу содержание в нем микропримесей, составляет, /: 0,002 Pb; и 0,001 Zn;
35 0,001 Bi 6 0,01 As, т.е. в 3-5; раз уменьшается, Результаты изучения микроструктуры контрольных отливок, а также их свойства приведены в таблице. Во
40 всех исследованных отливках, полученных из чугуна, обработанного согласно предлагаемому способу, получена благоприятная структура с равномерно распределенными достаточно р5 крупными включениями графита прямолинейной формы, Металлическая основа перлитная с небольшим количеством феррита и мелкими включениями фосфидной эвтектики без пластин цементита. Такая структура обеспечивает достаточно высокую термостойкость (16-22 циклов) и низкий модуль упругости чугуна (Е=7,7 10
4 — 8, 7" 10 МПа) .
Таким образом, обработка чугуна по предложенному способу позволяет снизить содержание примесных элементов на 70-807 обеспечивает равномерную структуру по сечению тол5
1О
30 а введение бария менее О,ОЗХ малоэффективно.
Пример . Для проверки предложенного способа обработки чугуна чушки доменного передельного чугуна, содержащего, 7.: 4,25 С; 0,8 1 Si;
0,50 Мп; О, 13 Р; 0,04 S, а также микмикропримеси ЦПАМ в количестве, 7:
0,008 Рв; 0,005 Zn, 0,003 Bi, 0,09
As, переплавляют в 400-килограммовой индукционной печи.
Чугун расплавляют, перегревают о, его до 1400 С, а затем выпускают в промежуточный ковш, на дне которого находится церийсодержащая лигатура следующего состава, 7: 25 Се, 55 Si остальное Fe. После выдержки чугуна в течение 1-2 мин, в него вводят через погружаемую фурму графит в струе нейтрального газа с последую щим барботированием (N ). После этого чугун переливают в разливочный ковш, на дне которого находится размельченный SiBa, содержащий 247 Ва.
Чугун выдерживают в течение 1-5 мин, очищают от шлака и при 1300 С заливают в сухую песчано-глинистую форму для получения 400 кг отливки диаметром 350 мм и высотой 700 мм.
1296588 стостенной отливки, высокую термостойкость и низкий модуль упругости чугуна.
55
Микроструктура (ГОСТ 3443-773
ТернастойМодуль упруГости
Е 10 °
Мла
Предел проч" ности на растянеКоличество вводимой добавки, Х от массы видкого чугуна
Соотнонение
РЗМ:графит барнй
Графитовая составляющая строепне фосфндной звкость, кол..графит барий
РЗМ фор- размер ма циклов распределение ние, МПа тектикн
17 8 ° 6 110
О, 105 Гф, Грез. 360-500 Гр 1, 2 ФЗ
0,7
1 1:20:3
2 1:40:4
3 1:15:2
0,035
20 7 7 95
ФЗ
0,020 0,8
0,08
Гф, То ве
Гф, Граз 1 80-360
Гр 1,2,3 ФЗ,Ф5 5 12 ° 5 140
0,010 0,15 0,02
22 7,7 98 !
19 8 2 106
0 08 ГФ, Грвз 360-500 Гр 1,2 ФЗ
4 1 .36,4:3,6
0,8
0,022
5 1:25,7:3,7 0,035 0,9
Гф, Граз 360-500 Гр 1,2 ФЗ
0,13
Гф, Грвз до 360 Гр 1,3 ФЗ,Ф5 9 7,5 89
6 1:20:3
7 1: 120:4
1,0
0 ° 15
0 05
8 112 120
Гр1, Гр2 ФЗ,Ф5
ГрЗ
Гф, Грвз 45-360
0,6
0 ° 02
0,005
Составитель Н. Косторной
Редактор К. Волощук Техред М.Ходанич Корректор М.Иароши
Заказ 719/29 Тираж 550 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Технические преимущества предложенного способа обработки чугуна заключаются в расширении области применения чугунов, содержащих микропримеси ЦПАМ. При этом улучшаются эксплуатационные свойства отливок, получаемых из чугуна, обработанчого согласно предлагаемому способу, например, устраняется раннее разрушение изложниц, на первых наливах, умень— шается склонность изложниц и трещинообразованию, увеличивается их стойкость, и, как следствие, снижается расход чугуна на 1 т заливае— мой стали (удельный расход изложниц) .
Ф о р м у л а и з î б р е т е н и я
Способ обработки чугуна для толстостенных отливок, содержащего микропримеси цветных поверхностно-активных металлов, включающий выпуск расплава чугуна в передаточный ковш с предварительно помещенной на его дно лигатурой, содержащей редкоземельные элементы (РЗН), введение графита и продувку нейтральным газом, перелив в разливочный ковш, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и снижения модуля упругости чугуна, чугун дополнительно обрабатывают в разливочном ковше ферросиликобариевой лигатурой, причем количество
Р3М, графита и бария выбирают из соотношения: РЗМ:графит: барий = 1:
:(20-40):(3-4).
