Металлическая шихта
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к составам металлической шихты для выплавки серого чугуна. Цель изобретения - повышение изотропности свойств чугуна. Металлическая шихта содержит чугун доменный чушковый, чугунные отходы, стальные отходы, ферросплавы и лигатуру на основе железа при следующем соотношении компонентов, мас.%: чугун доменный чушковый 20-40 чугунные отходы 25-50 стальные отходы 5-20 ферросплавы 5-10 лигатура на основе железа 5-20, причем лигатура на основе железа содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: фосфор 0,1-0,4 хром 0,05-1,0 кремний 0,1-1,0 молибден 0,05-0,1 углерод 0,8-2,0 титан 0,01-0,05 никель 0,05-1,0 азот 0,005-0,01 сера 0,1-0,4 железо - остальное. За счет дополнительного ввода в состав шихты лигатуры на основе железа происходит выравнивание прочности и твердости в тонких и толстых сечениях, разница которых соответственно не превышает 18 МПа и 14 НВ, в результате графитизирующего и модифицирующего действия ее компонентов. 4 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
„.SU„„16011 щ) С 21 С 1/08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
5-20
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изсБРетькиям и ОтнРытиям
ПРИ ГКНТ СССР
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 4423095/27-02 (22) 07.05.88 (46) 23,10.90. Бюл. Р 39 (71) Научно-исследовательский институт автотракторных материалов и Ярославский моторный завод (72) Б.С.Вершков, А.Д.Шерман, С.И,Молин, В.Н.Амосов, Б.Н.Брагин„
В.А.Соколов. P.Ô.Íîâèêoâ, M.Н.Беркун, М.Н,Быстренин и В.Е.Петров (53) бб9.15-198 (088,8) (56) Технология плавки и внепечной обработки серого, ковкого и высокопрочного чугуна. РТМ МТ20-2-82.
Минстанкопром, 1982, с. )8. (54) МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ШИХТА (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составам металлической шихты для выплавки серого чугуна. Цель изобретения— повышение изотропности свойств чугуна. Металлическая шихта содержит доИзобретение относится к .черной металлургии, в частности к составам металлической шихты для выплавки сероro чугуна.
Цель изобретения — повышение изотропности свойств чугуна.
Металлическая шихта, состоящая из доменного чушкового чугуна, чугунных отходов (лома, возврата, стружки), стальных отходов и ферросплавов, дополнительно содержит лигатуру на ос2 менный чушковый чугун, чугунные отходы, стальные отходы, ферросплавы и лигатуру на основе железа при следующем соотношении компонентов, мас.%: доменный чушковый чугун 20—
40; чугунные отходы 25-50; стальные отходы 5-20; ферросплавы 5-!О; лигатура на основе желева 5-20, причем лигатура на основе железа содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: фосфор 0,1-0,4; хром 0,051,0; кремний 0,1-1,0 молибден 0,051,0; углерод 0,8-2,0; титан 0,010,05; никель 0,05-1 0; азот 0,0050 01 сера 0,1-0,4; железо остальное.
За счет дополнительного ввода в состав шихты лигатуры на основе железа происходит выравнивание прочности и твердости в тонких и толстых сечениях, разница которых соответствс:нно не превышает 18 MIIa и 14 НВ, в результате графитизирующего и модифицирую- » щего действия ее компонентов. 4 табл. нове железа при следующем содержании компонентов, мас.7.:
Доменный чушковой чугун 20-40
Чугунные отходы 25-50
Стальные отходы 5-20
Ферросплавы 5-10
Лигатура на основе железа причем лигатура на основе железа
1601131 одержит компоненты в следующем соот ошеиии, мас.%:
Фосфор. О, 1-0,4
Хром 0,05-1,0
Кремний 0,1-1,0
Никель - 0 05-.1 0
Молибден 0 05-1 0
Азот 0,005-0,01
Углерод 0,8-2,0 10
Титан 0,01-0,05
Сера 0,1-0,4
Желез о Остальное
Благодаря наличию в лигатуре на снове яелеза титана, азота и углеода в ее структуре имеются карбонитиды титана, переходящие при переаве в жидкий чугун и обеспечиваюе при кристаллизации чугуна измельение структуры в толстых сечениях 2О тливок и соответственно выравнивае прочности и твердости в толстых тонких сечениях: благодаря наличию еры в лигатуре она, переходя в чугун взаимодействуя с марганцем, образу- 25 т дополнительные центры графитизаи в тонких сечениях, обеспечивает нижение твердости, не влияя на тверость в толстых сечениях, т.е. выраввает твердость в толстых и тонких влечениях.
Лигатура на основе железа с более эким содержанием серы, титана и ругих элементов — неэффективна, а
Ic большим содержанием — неэкономична, 1акие элементы, как сера, титан, азот при большем содержании приводит к ефектам отливок: отбелу, газовой ористости. Соответственно, уменьше ние содержания лигатуры в шихте менее 5 мас.% делает шихту малоэффективной, а. увеличение свыше 20 мас.%-неэкономичной и нетехнологичной.
Предлагаемая шихта и известная опробованы в лабораторных условиях при выплавке серого чугуна. Шихты состоят из доменного чушкового чугуна марки Л4, чугунных отходов (возврата), стальных отходов, ферросплавов (ФС45, ФМн75), лигатуры на основе железа, состав лигатуры, мас.%:
С 1ю5 8 Оь5е Сг 0 - » Mo 0 5
Ti 0,03; N 0,008; Ni 0,5; Р 0,2;
S 0,2; Fe остальное. Состав шихты приведен в табл.1 (составы 1-6).
Кроме того, проводят плавки на шихте состава 2 (табл,l), но с использованием лигатур,- состав которых приведен в табл.2.
Чугун выплавляют в индукционной электропечи. Заливают стандартные пробные заготовки ф30 мм и заготовки ф 80 мм, оценивают прочность и твердость чугуна в отливках заготовок.
Из приведенных данных видно, что в предлагаемой шихте с использованием лигатуры оптимального состава (плавки 2-4 и 7-8) максимально выравнивается прочность и твердость в тонких и толстых сечениях: разница в прочности не превышает 20 KIa (в известной 38 MIIa) а разница твердости не превышает 20 НВ (в известной
30 НВ) .
Формула изобретения
Металлическая шихта для выплавки серого чугуна, состоящая из доменного чушкового чугуна, чугунных отхо-. дов, стальных отходов, ферросплавов, отличающаяся тем, что, с целью повышения изотропности свойств чугуна, в нее дополнительно введена лигатура на основе железа при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Доменный чушковой . чугун 20-40
Чугунные отходы 25-50
Стальные отходы 5-20
Ферросплавы 5-10
Лигатура на основе желез а 5-20 причем лигатура на основе железа содержит, мас.%:
Фосфор
Хром
Кремний
Молибден
Углерод, Титан
Никель
Азот
Сера
Железо
0,1-0,4
0,05-1,0
0,1-1,0
0,05-1,0
0,8-2,0
0,.01-0,05
0,05-1,0
0,005-0,01
0,l-О,4
Остальное
В табл.3 приведены результаты анализа химического состава выплавленного чугуна (соответственно из шихт по табл.1). В табл.4 приведены результаты испытаний образцов из заготовок 30 мм и Р 80 мм на прочность и твердость.
1601131
Т а б л и ц а рактеристика хты
Количество компонентов в шихте, м
Сос ших
Ферросплавы оменный гунны ходы тхо гун
Известная
Предлагаемая
То же
Запредельная
Н
Лигатура 2
Лигатура 3
Лигатура 4
Лигатура 5
ЬДХимический состав лигатур иэ табл. 3.
Таблица 2
° Ф «Ю»
Химический состав, мас.7:
Cr Si Ni N С Ti Mo S
Лиг Ð а
P < Fe
Юв е»
0,008 1,5
0,005 0,8
0,01 2,0
0,008 0,6
0,008 2,2
0,03
0,0!
0,05
0,007
0,06
0 2
0,1
0,4
0,08
0 5
Остальное
0,2 05 05 05
О О 05 0 1 О 05
0,4 1,0 1,0 1,0
0,2 0 5 0 5 0 5
0,2 0,5 0,5 0,5
0,5
9,05
1,0
0,5
0 5
11 !
It
Таблица 3
Химический состав, мас.Е
С Si Ма Cr Ni Ti Mo S P
Лигату ра
0,01
О,О!2
0,015
0,011
0,015
0,015
0,015
0,017
0,011
0,02
0,02
0,07
0,10
0,02
0,10
0,01
0,15
0,07
0,07!
3 .4
6, 7
9
1
3
5
7
9
3 45
3,48
3,43
3,41
3,45
3,39
3,40
3,47
3,43
3,45
1,81
1,78
1,75
1,71
I 83
1,80
1,83
1,78
1,75
1,73
38
38
38
38
38
38
0,61
0,63
0,65
0,65
0;62
0,60
0,67
0,65
0,63
0,61
t 0
21
l0
0,21
0,23
0,25
0,30
0,22
0,31
0,22
О, 36
0,28
0,27
0,1
0,12
0,18
0,20
0 11
0,2!
0,10
0,25
0,18
0,18
5
7
7
21
l5
0,03
0,04
0,06
0,07
0,04
0,07
0,04
0,09
0,04
O,t I
0,07
0,08
O,IO
0,12
O Q8
0,12
0,08
0,13
0,10
0,10
160! 131
Таблица4, МПа в образце НВ, в образце
Г 1
$5, MIIa
g НВ
ЗО мм $ 80 мм 30 мм ф80 мм
Составитель А, Бармыков
Редактор Н Яцола Техред Л. Сердюкова Корректор О. Кравцова
Заказ 3247 Тираж 503 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
- 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101
j
3 4
6 ,7 8. 9.
238 200
238 218
240 221
241- 223
235 207
241 221
239 219
235 218
231 200
240 227
241.
217
219
227, 217
211
231
217
211
201 201
207
209
199
199
201
38
19
18
28
17
31
19
16
14
28
18
18
12
26
16
ЮФ
