Модифицирующая смесь

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству графитизированных сталей и сплавов. Целью изобретения является повышение герметичности, относительного удлинения и вязкости разрушения графитизированных сталей. Модифицирующая смесь содержит, мас.%: борная кислота 25 - 40

силикобарий 7 - 13

окись меди 12 - 20

азотированный ферросилиций 12 - 20

нитриды циркония 12 - 18

лантан 9 - 12. Применение смеси позволяет повысить герметичность стали на 15 - 20%, относительное удлинение на 22 - 28% и вязкость разрушения на 11 - 20%. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 С 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4498062/02 (22) 26.10.88 (46) 07.08.91, Бюл. 3Ф 29 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Б.К.Святкин, М.И.Карпенко, E.È.Ìàðóкович, Т.И.Рябинникова, С.M.Áàäþêîâà и

В.В.Бойцова (53) 669.15 — 198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1232688, кл. С 21 С 1/10, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1588776, кл, С 21 С 1/10, 18.10.88. (54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕС6

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству модифицированных графитиэированных сталей и сплавов.

Цель изобретения — повышение герметичности, относительного удлинения и вязкости разрушения графитиэированных сталей, Предлагаемая модифицирующая смесь содержит барную кислоту, силикобарий, окись меди, азотированный ферросилиций, нитриды циркония и лантан при следующем соотношении компонентов, мас. : борная кислота 25-40; силикобарий 7-13; окись меди 12-20; азотированный ферросилиций 12 — 20; нитриды циркония 12 — 18; лантан 9-12.

Введение в состав модифицирующей смеси нитридов циркония повышает модифицирующую и графитизирующую способность, снижает склонность к короблению, повышает плотность и герметичность, измельчает структуру отливок в литом состоянии и после отжига, что увеличивает.. Ж 1668404 А1 (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к производству графитизированных сталей и сплавов. Целью изобретения является повышение герметичности, относительного удлинения и вязкости разрушения графитиэированных сталей. Модифицирующая смесь содержит, мас.%: борная кислота 25 — 40; силикобарий 7-13; окись меди 12-20; азотированный ферросилиций 12 — 20; нитриды циркония 12-18; лантан 9-12. Применение смеси позволяет повысить герметичность стали на 15 — 20, относительное удлинение на 22-28 j и вязкость разрушения на 11 — 20%. 2 табл. механические свойства. Присутствие в модифицирующей смеси более 18 мас.;6 нитридов циркония приводит к образованию в структуре неметаллических включений, снижению герметичности, технологических и механических свойств. При концентрации нитридов циркония до 12 мас. модифицирующая и графитизирующая способность смеси недостаточна, а склонность к пористости и короблению модифицированных сплавов повышается, уменьшается плотность, герметичность, прочность и ударная вязкость.

Лантан введен в смесь, как поверхностно-активная добавка, способствующая повышению жидкотекучести, плотности и других технологических свойств, улучшающих ударную вязкость, герметичность и пластичность. Концентрация лантана более 12 мас.% ведет к увеличению количества цементита в структуре отливок, снижению графитизирующей способности смеси, удлинению цикла графитиэирующего отжига и снижению пластических свойств, а при

1668404 содержании лан гана до 9 мас,% ..т1.ечаются ухудшение формы графита, сних<ение герметичности, технологических и механических свойств модифицированных графитизированных сталей и сплавов.

Азотированный ферросилиций является эффективной графитизирующей добавкой в модифицирующей смеси, оказывающей раскисляющее воздействие на сталь и повышающей герметичность и пластические свойства графитизированной стали. Нижний предел содержания азотированного ферросилиция (12 мас.%) обусловлен недостаточной графитизирующей и раскисляющей способностью модифицирующей смеси при более низких его концентрациях, что снижает удельную герметичность стали, а при увеличении концентрации азотированного ферросилиция более 20 мас,% снижается однородность структуры, укрупняется графит и снижа отся механические свойства.

Присутствие в модифицирующей смеси более 40 мас.% борной кислоты и силикобария более 13 мас,% ведет к образованию зон с неоднородной структурой и снижению механических свойств и герметич. ности, поэтому содерм<ание борной кислоты и силикобария ограничены этими концентрациями, Присутствие в модифицирующей смеси менее 25 мас.% борной кислоты и менее 7 мас.% силикобария ведет к снижению плотности, прочности, графити-. зирующей способности и увеличению продолжительности цикла термообработки стали.

Окись меди при содержании в смеси более 20 мас.% ухудшает форму графита, увеличивает склонность к пористости и снижает герметичность и упруго-пластические свойства, При уменьшении концентрации окиси меди до 12 мас.% литейные свойства, ударная вязкость и трещиностойкость недостаточны. Кислород в расплаве способствует отбеливанию вследствие повышения устойчивости жидкой фазы, а медь увеличивает количество центров графита, способствует их измельчению и повышению пластических свойств чугуна после термической обработки.

Для изготовления модифицирующей смеси используют силикобарий СБЗО фрак- ции 0,1-3 мм, порошки борной кислоты и окиси меди, аэотированный ферросилиций

ФС90Н фракции 0,1-3 мм, нитриды цирко10

30 разцах 10 х 10 х 55 мм с полукруглым надрезом, 1

35, Как видно из табл. 2 ° предлагаемая мо40 повышения герметичности, относительного удлинения и вязкости разрушения графитизированных сталей, она дополнительно со50 держит нитриды циркония и азотированный ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%: борная кислота

25 — 40; окись меди 12 — 20; силикобарий 7-13; азотированный ферросилиций 12-20; нит55 риды циркония 12-18; лантан 9-12.

25 нгля в порошке и металлический лантан

ЛаМ2, измельченный до фракции 0,05 — 0,3 мм. Исходные материалы перемешивают в бегунах до получения однородной по составу смеси.

Модифицирующие смеси вводят в ковш в упакованном виде в количестве 0,15% от массы расплава, заливаемого в ковш. Для обработки используют графитиэированную сталь заэвтектоидного состава, содержащую, мас.%: углерод 1,5; кремний 1,25; марганец 0,3; никель 0,1; алюминий 0,01; сера

0,02; железо остальное. Опытные плавки графитизированных сплавов проводят в электропечах. Температура расплава в период выпуска из печи 1520 — 1530 С

В табл. 1 приведены составы модифицирующих смесей, а в табл. 2 = служебные и механические свойства сталей, обработанных этими составами.

Механические свойства определяют на образцах после их термической обработки по режиму; нагрев до 960 С, выдержка при этой температуре в течение 4 — 5 ч, охлажде-. ние до 720 — 730 С, выдержка при этой температуре в течение 6 ч и окончательное охлаждение на воздухе, Трещиностойкость определяют на литых звездообразных технологических пробах высотой 146 мм.

Герметичность определяют на гидравлических стендах на образцах с толщиной стенки 3 мм, а ударную вязкость — на обдифицирующая смесь обеспечивает более высокие характеристики герметичности, вязкости разрушения и относительного удлинения графитизированных сталей в сравнении с известной модифицирующей смесью.

Формула изобретения

Модифицирующая смесь, содержащая барную кислоту, силикобарий, окись меди и лантан, отл ича ю щая ся тем,что,с целью

1668404

Таблица 1

Таблица 2

Составитель К. Сорокин

Тех ред M.Ìîðãåíòàë Корректор М, Демчик

Редактор Н. Яцола

Заказ 2626 Тираж 375 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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