Способ модифицирования чугуна

 

(111 578346

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.06.76 (21) 2370496/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.10.77. Бюллетень № 40 (45) Дата опубликования описания 31.10.77 (51) М. Кл."- С 21С 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.745(088.8) (72) Авторы изобретения

Н. В. Скорняков, В. T. Соленков, И. A. Шапранов, В. T. Сулименко, P. П. Корнеева и В. В. Супруненко (71) Заяви!ель (54) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к модифицированию чугунов, и может быть использовано при производстве высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Известен способ обработки жидкого чугуна магнием с целью получения шаровидной формы графита (1).

Недостатками такого способа являются значительный пироэффект и дымовыделение, а также длительность операции обработки расплава модификатором.

Известен способ получения чугуна с шаровидным графитом путем последовательной обработки перегретого расплава набором реагентов, в том числе углеродсодержащей присадкой, магнийсодержащей добавкой, силикокальцием, хромсодержащей присадкой и графитизирующей добавкой (2).

Недостатками указанного способа являются значительное дымовыделение и сложность процесса, связанная с многооперационностью обработки расплава.

Наиболее близким к описываемому является способ модифицирования чугуна комплексными лигатурами с Р3М и иттрием (силикоиттриевым мишметаллом), заключающийся в обработке науглероженного расплава присадкой лигатур в печь, на дно ковша или в струю металла при его заполнении (3).

Однако известным способом невозможно получить шаровидного графита в чугуне более 85 — 90%. Предел прочности таких чугунов не превышает 54 кгс/ммз.

Целью изобретения является повышение механических свойств чугуна, отсутствие пироэффекта и дымовыделения.

Это достигается тем, что модифицирование чугуна осуществляют силикоиттриевым мишметаллом совместно с интерметаллпдом

М з5Ьз. Комплексный модификатор вводят на дно ковша перед выпуском металла пз печи.

Соотношение интерметаллид М0ЬЬз — силикоиттриевый мишметалл выбрано равным

1: 4 — 1: 9. Нижний предел соотношения (1:9) выбран с учетом необходимого остаточного содержания магния в чугуне для проявления эффекта сфероидизации графита, а верхний (1: 4) является границей, после которой начинается процесс десфероидизации графита остаточным содержанием сурьмы в чугуне.

Количество вводимого модификатора зависит от состава обрабатываемого чугуна и необходимого уровня свойств металла. Температура модифицирования — 1400 — 1520 С.

Благодаря тому, что интерметаллид МдзЯЬ2 имеет большой удельный вес (5,5 г/см ) и высокую температуру плавления (1200—

1230 С), процесс модифицирования протека30 ет спокойно, без ппроэффекта и дымовыделе578346

Соотношение модификаторов: интерметаллид МАЗЬ„ силикоиттриевый мишметалл

Механические свойства в литом состоянии

Способ, ¹

0 %

;ь кгс/мм2

80,5

4,0

1мб

74,7

7,5

67,7

5,4

4 (прототип) 0:1

45,5

5,2

Формула изобретения

Составитель А. Кондратьев

Техред Л. Гладкова Корректор T. Добровольская

Рсдактор 3. Ходакова

Подписное

Заказ 2797/5 Изд. № 881 Тираж 693

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 ния. При введении в жидкий чугун интерметаллид MggSbg разлагается, при этом магний, переходя в жидкий расплав, повышает эффект сфероидизации, а сурьма способствует перлитизации металлической основы и тем самым повышаются механические свойства высокопрочного чугуна.

Пример. Обработке подвергают чугун, выплавленный в индукционной печи ИЧТ-1, следующего химического состава, вес.

С 3,79; Si 1,89; Мп 0,36; P 0,017; S 0,01;

Cr 0,08; Ni 0,03. Модифицирование чугуна осуществляют при 1400 — 1520 С силикопттриевым мишметаллом совместно с интерметаллидом MgqSbq, присаживаемы ми на дно

500-килограммового ковша перед выпуском металла из печи. Расход модификаторов изменяют путем изменения соотношения интерметаллида MgqSbq к силикоиттриевому мишметаллу в пределах 1: 4 — 1: 9. Для сравнения чугун обрабатывают силикоиттриевым мишметаллом по известному способу. Расход модификаторов по описываемому и известному способам составляет 10 кг на 1 т жидкого чугуна. Кроме того, чугун обрабатывают повышенным количеством силпкоиттриевого мпшметалла — 15 кг на 1 т жидкого чугуна.

Результаты механических испытаний чугуна, модифицированного Ilo предлагаемому (№№ 1 — 3)» известному (№ 4) способам, представлены в таблице.

Анализ результатов механических испытаний и исследования микроструктуры показывает, что описываемый способ позволяет получить структуру чугуна с шаровидным графитом и перлитной основой. Чугуны, полученные по известному способу (прототипу), имеют вермикулярный графит. Обработка чугуна повышенным количеством силикоиттриевого мишметалла приводит к появлению в структуре свободных карбидов и соответственно к необходимости термообработки для их исключения; графит преобладает вермикулярной формы.

Использование способа модифицирования чугуна комплексным модификатором обеспе5 чивает значительное повышение механических свойств высокопрочного чугуна, что позволяет снизить вес деталей и одновременно повысить их надежность и долговечность.

Способ модифицирования чугуна, заключающийся в обработке расплава силикоиттри30 евым мишметаллом, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств чугуна, силикоиттриевый мишметалл вводят в чугун совместно с интерметаллидом

М зЯЬ при соотношении (4 — 9): 1, 35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Аронович М. С. и Лахтин Ю. М. Основы металловедения и термообработки. М., Металлургиздат, 1952, с. 346.

40 2. Авторское свидетельство ¹ 471385, кл.

С 21С 1/00, 1973.

3. Литейное производство, 1975, № 7, с. 3.