RU2844947C1

RU2844947C1 - Способ получения чугуна с шаровидным графитом

Info

Publication number: RU2844947C1
Application number: RU2024131361A
Authority: RU
Inventors: Алексей Александрович Рязанов; Алексей Васильевич Буянов; Юрий Юрьевич Дьяков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ЦЕНТРОЛИТ"
Filing date: 2024-10-16
Publication date: 2025-08-11

Abstract

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству чугуна с шаровидным графитом. Способ включает расплавление шихты в индукционной тигельной печи, нагрев в ней расплава чугуна, при этом на дно разливочного ковша засыпают модифицирующую смесь и заливают полученный расплав чугуна. При этом используют модифицирующую смесь, содержащую никель-медно-магниевую лигатуру (NiCuMg) в количестве 0,3-0,6% от массы расплава чугуна, железо-кремне-магниевую лигатуру (ФСМг) в количестве 0,4-0,6% от массы расплава чугуна и силикокальций в количестве 0,2-0,5% от массы расплава чугуна, при этом NiCuMg лигатура содержит, %: никель 35-45, магний 15-17, медь остальное, а ФСМг лигатура содержит, %: кремний 45-55, магний 6-8, кальций 1-3, редкоземельные металлы 1-2, железо остальное. Технический результат заключается в обеспечении высоких механических свойств чугуна без образования отбела и черных пятен в отливках. 1 табл., 5 пр.

Description

Способ относится к металлургии, в частности к способам производства чугуна с шаровидным графитом.

Известен аналог способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом в описание патента на изобретение ЕА №9511, дата подачи заявки 2005.04.01, опубл. 2008.02.28, МПК С21С 1/10, С22С 37/10, включающий выплавку из шихты в вагранке чугуна с содержанием серы 0,08-0,1 мас. %, модифицирование жидкого чугуна в ковше ферросиликомагниевой лигатурой мелких фракций с дополнительной присадкой замедлителя реакции, в котором чугун модифицируют, используя модификатор, содержащий обеспыленную ферросиликомагниевую лигатуру фракций 0,2-1,2 мм, дополнительный графитизирующий компонент в количестве 0,3-0,5 мас. % по отношению к массе жидкого металла, при соотношении между содержанием серы, количеством ферросиликомагниевой лигатуры и количеством замедлителя реакции 1:(30-35):(15-45).

Известен аналог способ получения высокопрочного чугуна в описание изобретения №2605016, от 2015.03.11, опубл. 2016.12.20, МПК С21С1/10, С22С37/04, включающий выплавку и легирование чугуна в индукционной печи, графитизирующее и инокулирующее модифицирование, заливку модифицированного чугуна в форму, получение отливки с последующим ее извлечением после кристаллизации из формы при температуре 900-1000°С, перемещение отливки в печь с температурой 950-1000°С и выдержку в печи в течение 10-30 минут, с последующей изотермической закалкой при температуре 300-320°С в течение 60 минут и охлаждением на воздухе, отличающийся тем, что легирование осуществляют алюминием, кремнием, никелем, медью, молибденом и марганцем, графитизирующее и инокулирующее модифицирование проводят в ковше, используют металлическую форму в виде кокиля, после выдержки в печи получают отливку чугуна с шаровидным графитом и аустенитно-бейнитной структурой следующего химического состава, мас. %:

углерод (С) 2,5-3,2;

кремний (Si) 1,5-2,5;

алюминий (Al) 7,2-9,0;

марганец (Mn) 0,70-0,75;

магний (Mg) 0,04-0,06;

молибден (Мо) 0,7-1,2;

никель (Ni) 0,48-0,52;

медь (Cu) 0,49-0,52;

сера (S) 0,010-0,012;

фосфор (Р) 0,06-0,08;

железо (Fe) остальное, при этом изотермическую закалку полученной отливки проводят в псевдокипящем дисперсном карборундовом слое в области аустенитно-бейнитного превращения.

Известен наиболее близкий аналог способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом в описание патента на изобретение ЕА №9511, дата подачи заявки 2005.04.01, опубл. 2008.02.28, МПК С21С 1/10, С22С 37/10, включающий выплавку из шихты в вагранке чугуна с содержанием серы 0,08-0,1 мас. %, модифицирование жидкого чугуна в ковше ферросиликомагниевой лигатурой мелких фракций с дополнительной присадкой замедлителя реакции, в котором чугун модифицируют, используя модификатор, содержащий обеспыленную ферросиликомагниевую лигатуру фракций 0,2-1,2 мм, дополнительный графитизирующий компонент в количестве 0,3-0,5 мас. % по отношению к массе жидкого металла, при соотношении между содержанием серы, количеством ферросиликомагниевой лигатуры и количеством замедлителя реакции 1:(30-35):(15-45).

Недостатки: сильный пироэффект, сопровождающийся выбросами металла, сильное дымовыделение. В отливках присутствуют отбел в тонких частях и наличие черных пятен, что снижает механические свойства чугуна.

Технический результат обеспечение высоких механических свойств чугуна без образования отбела и черных пятен в отливках.

Технический результат в способе получения чугуна с шаровидным графитом, включающем расплавление шихты в индукционной тигельной печи, нагрев в ней расплава чугуна, при этом на дно разливочного ковша засыпают модифицирующую смесь и заливают полученный расплав чугуна, достигается за счет того, что используют модифицирующую смесь, содержащую никель-медно-магниевую лигатуру (NiCuMg) в количестве 0,3-0,6% от массы расплава чугуна, железо-кремне-магниевой лигатуры (ФСМг) в количестве 0,4-0,6% от массы расплава чугуна, и силикокальция в количестве 0,2-0,5% от массы расплава чугуна, при этом NiCuMg лигатура содержит, %: никель(Ni) 35-45, магний(Mg) 15-17, медь (Cu) - остальное, а ФСМг лигатура содержит, %: кремний(Si) 45-55, магний(Mg) 6-8, кальций(Ca) 1-3, редкоземельные металлы 1-2, железо (Fe) - остальное.

Способ получения чугуна с шаровидным графитом, который включает расплавление шихты в индукционной тигельной печи, нагрев в ней расплава чугуна до температуры 1490-1510°С. Затем на дно разливочного ковша засыпают модифицирующую смесь и заливают полученный расплав чугуна. Модифицирующая смесь состоит из никель-медно-магниевой лигатуры (NiCuMg) составляющей 0,3-0,6% от массы расплава чугуна, железо-кремне-магниевой лигатуры (ФСМг) составляющего 0,4-0,6% от массы расплава чугуна, и силикокальция, например СК30, составляющего 0,2-0,5% от массы расплава чугуна.

NiCuMg содержит, %: никель(Ni) 35-45, магний (Mg) 15-17, медь(Cu) -остальное.

ФСМг лигатура содержит, %: кремний(Si) 45-55, магний (Mg) 6-8, кальций (Ca) 1-3, редкоземельные металлы 1-2, железо(Fe) - остальное.

Модифицирующую смесь вводят в расплав в количестве 0,9-1,7% от массы обрабатываемого расплава чугуна.

Пример 1.

В индукционной электропечи выплавляют чугун.

Расплав в печи нагревают до температуры 1500°С. На дно разливочного ковша засыпают модифицирующую смесь в количестве 1,3% от массы обрабатываемого расплава чугуна, состоящую из никель-медно-магниевой лигатуры (NiCuMg), составляющей 0,52% от массы расплава чугуна, Железо-кремне-магниевой лигатуры (ФСМг), составляющего 0,52% от массы расплава чугуна и силикокальция СК30, составляющего 0,26% от массы расплава чугуна.

NiCuMg содержит %: никель (Ni) 40, медь (Cu) 45, магний (Mg) 15.

ФСМг лигатура содержит %: кремний(Si) 50, , магний (Mg) 6, кальций(Ca) 2, редкоземельные металлы 1, железо(Fe) 41.

Пример 2.

Расплав в печи нагревают до температуры 1500°С. На дно разливочного ковша засыпают модифицирующую смесь в количестве 0,7% от массы обрабатываемого расплава чугуна, состоящую из никель-медно-магниевой лигатуры (NiCuMg), составляющей 0,2% от массы расплава чугуна, Железо-кремне-магниевой лигатуры (ФСМг), составляющего 0,35% от массы расплава чугуна и силикокальция СК30, составляющего 0,15% от массы расплава чугуна.

NiCuMg содержит %: никель (Ni) 45, медь (Cu) 45, магний (Mg) 10.

ФСМг лигатура содержит %: кремний(Si) в количестве 45, магний (Mg) 8, кальций(Ca) 2, редкоземельные металлы 2, железо(Fe) 43.

Пример 3.

Расплав в печи нагревают до температуры 1500°С. На дно разливочного ковша засыпают модифицирующую смесь в количестве 2,2% от массы обрабатываемого расплава чугуна, состоящую из никель-медно-магниевой лигатуры (NiCuMg), составляющей 0,8% от массы расплава чугуна, Железо-кремне-магниевой лигатуры (ФСМг), составляющего 0,8% от массы расплава чугуна и силикокальция составляющего 0,6% от массы расплава чугуна. NiCuMg содержит %: никель (Ni) 40, медь (Cu) 40, магний (Mg) 20. ФСМг лигатура содержит %: кремний(Si) в количестве 51,7, магний (Mg) 7, кальций (Ca) 2, редкоземельные металлы 0,3, железо (Fe) 39.

Применение в составе модифицирующей смеси никель-медно-магниевой лигатуры, в количестве менее 0,3% от массы обрабатываемого расплава чугуна, приводит к получению смешанной структуры, состоящей из перлита и феррита, что приводит к снижению механических свойств.

Применение в составе модифицирующей смеси никель-медно-магниевой лигатуры, в количестве более 0,6% не приводит к существенному уменьшению пирроэффекта при модифицировании.

Применение в составе модифицирующей смеси железо-кремне-магниевой лигатуры типа ФСМг в количестве 0,4-0,6% от массы обрабатываемого металла обеспечивает высокие механические свойства отливок.

Снижение количества лигатуры ФСМг в смеси менее 0,4% приводит к снижению прочности чугуна.

Увеличение содержание лигатуры ФСМг в смеси более 0,6% увеличивает размер включений графита, и может служить причиной брака в отливках в термических узлах, образование пористости. Кроме того, пироэффект и дымовыделение при модифицировании усиливаются.

Применение в составе модифицирующей смеси силикокальция в количестве менее 0,2% снижает эффективность очистки им расплава чугуна от примесей и приводит к снижению степени усвоения лигатуры ФСМг, так как основная часть магния и редкоземельных металлов (РЗМ) будет расходоваться на десульфурацию чугуна.

Превышение количества силикокальция в составе модифицирующей смеси свыше 0,5% способствует образованию в структуре чугуна значительного количества включений графита больших размеров, что снижает механические свойства чугуна.

Микроструктура отливок, исследованная на образцах, вырезанных из специальных приливов в донной части отливок приведена в таблице.

Применение способа получения чугуна с шаровидным графитом позволит обеспечить высокие механические свойства чугуна без образования отбела и черных пятен в отливках.

Claims

Способ получения чугуна с шаровидным графитом, включающий расплавление шихты в индукционной тигельной печи, нагрев в ней расплава чугуна, при этом на дно разливочного ковша засыпают модифицирующую смесь и заливают полученный расплав чугуна, отличающийся тем, что используют модифицирующую смесь, содержащую никель-медно-магниевую лигатуру (NiCuMg) в количестве 0,3-0,6% от массы расплава чугуна, железо-кремне-магниевую лигатуру (ФСМг) в количестве 0,4-0,6% от массы расплава чугуна и силикокальций в количестве 0,2-0,5% от массы расплава чугуна, при этом NiCuMg лигатура содержит, %: никель (Ni) 35-45, магний (Mg) 15-17, медь (Cu) - остальное, а ФСМг лигатура содержит, %: кремний (Si) 45-55, магний (Mg) 6-8, кальций (Ca) 1-3, редкоземельные металлы 1-2, железо (Fe) - остальное.