Лигатура

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству лигатур для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов. Цель изобретения - повышение износостойкости и прочности чугуна. Лигатура дополнительно содержит хром, никель и магний при следующем соотношении компонентов, мас.%: РЗМ 15-20

C 0,5-0,8

SI 5-10

AI 0,5-4,0

CR 15-20

NI 35-45+ MG 0,5-1,0

FE остальное. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) 1 А1

; (51) 5 С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С:

Ю

Ql

4ь

baal

4:ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4468892/31-02 (22) 08.06.88. (46} 07.03.90. Бюл. ¹ 9 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) Е.В.Колотило, Н.П.Котешов, И.И.Ануфриев, Л.Х.Иванова и Б.К.Осташков (53) 669.15-198 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 4 1752t кл. С 22 С 35/00, 1974. (54) ЛИГАТУРА

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству лигатур для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов.

Цель изобретения — повышение износостойкости и прочности чугуна.

В лабрраторных условиях методом сплавления ферросплавов и металлических материалов получают опытные партии лигатур, содержащих редкоземельные металлы, углерод, кремний, алюминий, хром, никель, магний, иттрий, кальций, бор ижелезо (табл.1).

В силитовой печи выполняют базовый чугун состава, мас.X углерод 3,4; кремний 1,0; марганец 0,58; фосфор:

0,06; сера 0,02; железо остальное, из которого отливают цилиндрические образцы диаметром 20 мм. В дальнейшем при исследовании модифицирующего и легирующего влияния лигатур на-. вески базового чугуна в кварцевых тиглях загружают в разогретую до

1450+5OC силитовую печь и послевременной выдержки расплав выпускают в разогретый разливочный ковш

2, (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к производству лигатур для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов. Цель изобретения — повышение износостойкости и прочности чугуна. Лигатура дополнительно содержит хром, никель и магний при следующем соотношении компонентов, мас.%: РЗИ 15-20; С 0,50,8; Si 5-10; А1 0,5-4,0; Cr 15-20;

Ni 35-45; Ия 0,5-1,0; Fe остальное.

2 табл. с предварительно загруженной лига турой. Расход предлагаемой лигатуры постоянен и составляет 2,5% от массы расплава. После очистки шлака о и достижения температуры 1320+5 С заливают кокильные формы диаметром

20 мм и высотой 120 мм. Из полученных отливок вырезают образцы для металлографического анализа, определения по стандартным методикам пределов прочности при изгибе и растяжении и определения на машине

СИЦ-2 износостойкости. Результаты испытаний приведены в табл.2.

При содержаниях - редкоземельных металлов менее 0,2% в структуре чугуна наряду с пластинчатой эвтектикой выделяется ледебурит, что приводит к снижению его свойств, а увеличение концентраций редкоземельных металлов свыше 0,25-0,3% приводит к выделению большого количества неметаллических включений, которые в значительной мере снижают износостойкость сплава.

Предлагаемые в лигатуре соотноше1548241

15-20

О, 5-0,8

5-10

0,5-4,0

15-20

35-45

О, 5-1,0

Остальное

Таблица 1

Содержание химических элементов в лигатуре, мас.7, Опытная партия лигатуры состава

7 С Si Al Cr Ni Ng Са В Ге

ASM

Предлагаемый

2

Известный

15 — 0,5 10 0,5 20 45 0,52

20 — 08 5 4 15 35 10

176 — 06 75 23 1745 40 051

Остальное

II

1 5

2 2

25 10 0,2 40 4

35 5 О 3 40 6 ния хрома и никеля 15-20 и 35-45Х соответственно обеспечивают. получение в чугуне концентраций, уравновешивающих друг друга по карбидизирующему и графитиэирующему влиянию.

Кроме того, именно при таких концентрациях указанных элементов продукты распада аустенита имеют .наибольшую дисперсность. Изменение содержаний хрома и никеля в сторону меньших концентраций не позволяет достичь нужной степени дисперсности перлита, а увеличение их свыше верхних пределов не приводит к значительному росту свойств, хотя стоимость чугуна . увеличивается значительно. Кремний и алюминий, являясь графитиэирующими элементами, нежелательны в составе лигатур для белых и половинчатых чугунов, но поскольку их наличие обусловлено технологией получения лигатур, то содержание их должно быть минимальным, чтобы вводимые в чугун их количества не превышали 0,3 и

0,1 соответственно.

Таким образом, зная усвояемость ,модифицирующих и легирующих элементов (редкоземельные металлы 50—

607., хром, никель и алюминий 92-987. и магний 30-5OZ), рассчитывают минимально возможные пределы расходов предлагаемой лигатуры, равные 1,53,07 от массы расплава. Уменьшение или увеличение расхода лигатур по приведенным причинам не позволяет

1 достичь поставленных целей.

Результаты проведенных исследований показывают, что предел прочности

4 чугунов, полученных с помощью лигатуры предлагаемого состава, возростает в сравнении с чугунами, полученными при обработке известной лигатурой соответственно на 14 и

20,3Х, а износостойкость повышается на 45,87. Кроме того, значительно (на 19,4X) увеличивается усвоение редкоземельных металлов из лигатуры предлагаемого состава, что позволяет снизить. затраты на модифицирование.

Усвоение хрома и никеля при исполь.зовании для обработки чугунов предлагаемой лигатуры составляет 92-98Х, а в случае использования ферроспла- вов 70-81, что позволяет снизить затраты на легирование.

Формула изобретения

Лигатура преимущественно для белых и половинчатых чугунов, содержащая редкоземельные металлы, углерод, 25 кремний, алюминий и железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышеиия износостойкости и прочности чугуна, она дополнительно содержит хром, никель и магний при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Редкоземельные металлы

Углерод

Кремний

Алюминий

Хром

Никель

Иагний

Железо

1548241

Таблица 2

Чугун н сталь таточные содернаннл введенных лигатура>а> хн>а>чесхих элементов, нес.2 Свойства чугуна лигатуры 3М Т Hg Si Al Сг NC са В Mla нэяосостон носта,. г

0,012

0,025

Составитель О.Бекренева

Редактор И.Дербак ТехредЛ.Сердюкова Корректор И.Эрдейи

Заказ 115 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

0,225

0 25

0,23

О,204 0,083

0,249 0,045

О ° 0056 0,23 0,012

0,0! О, 118 0,094

0>0057 О, 178 0,054

0,63 О>096

0,64 0,13

0,45

0,38

0,41

I 1

0,83

0,97

0,051 450

0,02 1 465

0>020

0,018

0,020

0,037

0,033