Лигатура для чугуна

 

Изобретение относится к металлургии. Лигатура для чугуна содержит, мас.%: никель 6-11, кремний 10-14, висмут 3-7, медь 1-3, углерод 3-5, кобальт 5-8, хром 3-7, цирконий 11-15, цинк 4-8, нитриды лития 2-5, железо - остальное. При температуре - 10-60°С ударная вязкость микролегированного этой лигатурой чугуна составляет 56-91 Дж/см2. 2 табл.

((9) () ()

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4950313/02 (22) 26.06.91 (46) 23.03.93. Бюл. М 11 (71) Производственное объединение Гомсельмаш" (72) М.И. Карпенко, А.П. Былинский, С.М.

Бадюкова и Л.П, Фоменко (56) Заявка Франции N. 2509327, кл, С 22 С 35/00, 1983.

Изобретение относится к металлургии, в частности к лигатурам для обработки чугунов, работающих при отрицательных темпе ратурах.

Цель изобретения — повышение технологических свойств чугуна при отрицательных температурах.

Лигатура для чугуна, содержащая никель, кремний, хром, медь, углерод, кобальт и железо, дополнительно содержит цирконий, цинк, висмут и нитриды лития при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Никель 6 — 11

Кремний 10-14

Хром. 3-7

Медь 1 — 3

Углерод 3-5

Кобальт 5 — 8

Цирконий 11 — 15

Цинк 4 — 8

Висмут 3-7

Нитриды лития 2 — 5

Железо Остальное

Дополнительное введение в состав лигатуры циркония обеспечивает повышение (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлургии.

Лигатура для чугуна содержит, мас.%: никель 6 — 11, кремний 10 — 14, висмут 3 — 7, медь

1 — 3, углерод 3 — 5, кобальт 5-8, хром 3-7, цирконий 11 — 15, цинк 4-8, нитриды лития

2-5, железо — остальное. При температуре—

10 — 60 С ударная вязкость микролегированного этой лигатурой чугуна составляет 56 — 91

Дж/см . 2 табл. стабильности структуры и микролегирование матрицы, исключает образование междендритного графита и .повышает технологические свойства при отрицательных температурах; При концентрации циркония до 11% его микролегирующий эффект и технологические свойства чугуна при отрицательных температурах недостаточны, (:ф

При увеличении содержания циркония бо- С) лее 15% повышается концентрация неме- (Ъ таллических включений по границам зерен р и снижаются упруго-пластические свойства чугуна при отрицательных температурах, Цинк (4-8%) и висмут (3-7%) оказывает отбеливающие влияние, модифицируют и измельчают структуру и способствуют повышению технологических свойств чугуна при отрицательных температурах. Верхние пределы их концентрации обусловлены их высоким угаром, снижением однородности структуры чугуна и стабильности технологических свойств при отрицательных температурах. При содержании цинка и висмута менее нижних пределов их модифицирую1803455 щий и отбеливающий эффекты недостаточны.

Дополнительное введение нитридов лития обусловлено их высоким модифицирующим эффектом, повышением стабильности изотропной структуры, удароустойчивости и предела выносливости при изгибе. Их влияние структуру и свойства начинает сказываться с концентрации 2 . При увеличении концентрации нитридов лития более 5 повышается их угар и снижается стабильность технологических свойств, Кремний (10 — 14;ь) и углерод(3 — 5;,ь) оказывают графитизирующее влияние и способствуют повышению технологических свойств чугуна. При содержании углерода и кремния менее нижних пределов графитизирующее влияние и технологические свойства чугуна недостаточны. При увеличении концентрации кремния и углерода выше верхних пределов укрупняется структура чугуна и снижаются упруго-пластические свойства при отрицательных температурах.

Никель повышает однородность структуры и стабильность упруго-пластических свойств при отрицательных температурах, поэтому его концентрация на верхнем пределе повышена до содержания 11 g,. Медь склонна к ликвации и снижает при концентрации более 37; технологические свойства при отрицательных температурах, поэтому ее верхний предел ограничен этим содержанием.

Хром легирует структуру и повышает механические и технологические свойства чугуна при отрицательных температурах.

При концентрации хрома.до 3 Д его легирующее влияние и технологические свойства при отрицательных температурах недостаточны. При концентрации хрома более 7,ь увеличивается содержание карбидов и снижаются упруго-пластические свойства.

Кобальт повышает однородность структуры и упруго-пластические свойства чугуна при отрицательных температурах, поэтому его содержание в лигатуре повышено до

5 — 8 /. Верхний предел его содержания обусловлен снижением однородности структуры чугуна и предела выносливости при изгибе, Пример. Для выплавки лигатуры используют никель НПЗ, силикоцирконий

ФСЦр50(ТУ 14-5-83-77), феррохром

ФХ800, медь MO (ГОСТ 895-78), древесный уголь и стальной лом. Плавки лигатур проводят в индукционных печах под слоем древесного угля. После раскисления расплава, перегретого до 1280 10 С, ферросилицием

ФС75, проводят загрузку висмута Ви2, феррокобальта, нитридов лития и цинка. Разливку лигатур проводят в металлические формы, Лигатуры вводят в чугун доэвгектического состава, содержащего, мас, Д: углерод

2,3 — 2,6; кремний 1,1 — 1,2; марганец 0,2-0,3;

10 фосфор 0,04-0,05; азот 0,02-0,022; сера

0,05-0,06; хром до 0,05 и железо — остальное, выплавленного дуплекс-процессом вагранка-электропечь ДС-5, Температура плавки чугуна составляет 1480-1500 С, а

"5 температура модифицирования при выпуске расплава в раздаточный ковш — 14101430 С.

В табл.1 приведены составы лигатур; лигатуры вводят в количестве 0,35 от мас20 сы расплава; в табл. 2 — технологические и механические свойства лигатур.

Механические свойства чугунов определяют на стандартных образцах и технологических пробах после их отжига и изотермической выдержки при температуре

370 — 400 С. Для определения ударной вязкости используют образцы 10х10х55 мм с полукруглым надрезом диаметром 2 мм, Как видно из данных таблиц, использо30 вание предлагаемой лигатуры для микролегирования чугуна доэвтектического состава обеспечивает существенное повышение технологических и механических свойств при отрицательных температурах.

Формула изобретения

Лигатура для чугуна, содержащая никель, кремний, хром, медь, углерод, кобальт и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения технологических свойств чугуна при отрицательных температурах, она дополнительно содержит цирконий, цинк, висмут и нитриды лития при следующем соотношении компонентов, мас. :

45 никель 6 — 11 кремний 10 — 14; хром 3 — 7; медь 1 — 3; углерод 3 — 5; кобальт 5 — 8; цирконий 11 — 15; цинк 4 — 8; висмут 3 — 7; нитриды лития 2-5; железо остальное.

1803455

Таблица 1

Таблица 2

Свойства чугунов, микролегированных лигат ами составов

Наименование показателей

1 (Известный

Предел выносливости при изгибе, МПа при 10 С при 30 С при 60 С

Ударная вязкость, Дж/см при 10 С при 30 С при 60 С

Снижение технологической пластичности,% при 10 С при 30 С при 60 С

Удароустойчивость при энергии единичного удара 9,5 МПа и и 30 С, циклов

533

558

403

618

463

282

241

132

661

624

480

421

212

105

84

87

68

62

41

23

88

91

26

3,2

5,7

11,8

2,4

5,1

9,7

11,6

20,3

46,2

2,8

5,3

11,3

4,6

11,7

16,4

12

22

2060

1882

1485

2843

2620

1370

Составитель С.Бадюкова

Техред M.Ìîðãåèòàë Корректор B.Ïåòðàø

Редактор А.Полионова

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

Заказ 1034 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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