SU1313886A1 - Лигатура - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литейному производству, а именно изысканию новых составов лигатур дл  производ ства отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Целью изобретени   вл етс  повьшение степени усвоени  сфероидизирующих и легирующих компонентов, стабилизаци  свойств в разностенных сечени х отливок и снижение себестоимости чугуна. Предложенна  лигатура содержит, мас.%: кремний 10-25; магний 4-10; барий 4-8; марганец 25-45; углерод 2,0- 4,5; стронций 1,5-4,5; церий 0,2-0,8j железо остальное. Предложенна  лигатура обладает высоким сфероидизирую- щим эффектом и позвол ет получить полностью перлитную структуру чугуна с преде.пом прочности более 650 МПа. 3 табл. I сл сосо 00 ос 0 1 I ш«

Description

113

Изобретение относитс  к литейному производству, а именно к изысканию составов лигатур дл  производства отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Цель изобретени  - повышение степени усвоени  сфероидизирующих и легирующих элементов, стабилизаци  свойств в разностенных сечени х отливок .

Предложенна  лигатура содержит мас.%;

Церий 0,2-0,8

Магний4-10

Кремний10-25

Барий4-8

Стронций1,5-4,5

Углерод2,0-4,5

Марганец,25-45

ЖелезоОстальное

Обоснование выбранных пределов содержани  ингредиентов (установлено экспериментально).

Церий способствует стабилизации шаровидной фор№. графита. При содержании цери  в лигатуре менее 0,2% снижаетс  сфероидизирующий эффект и графит вместо правильной шаровидной формы принимает компактную, а при содержании цери  в лигатуре более 0,8% увеличиваетс  склонность ВЧШГ к отбелу.

Магний - сфероидизатор графита и одновременно рафинирует расплав от вредных примесей: серы, кислорода, азота. Содержание магни  ниже 4% не обеспечивает получение полностью шаровидной формы графита, при содержании Mg более .10%, снижаетс  степень усвоени  магни  и ухудшаютс  услови  модифицировани  жидкого чугуна.

Стронций обеспечивает получение равномерных свойств в разностенных отливках с толщиной стенки от 10 до 40 мм, а также преп тствует разложению эвтектоидного цементита перлита в массивных сечени х отливок, преп тству  ферритизапии металлической основы , т.е. способствует нормализации последней. Критерием оценки однородности неметаллической основы по сечению отливки  вл етс  твердость.

При содержании кремни  в лиг ату- ре менее 10% уменьшаетс  эффективность графитизации чугуна, образуетс  структурно-свободный цементит, который не устран етс  вторичным модифицированием , а при содержании бо62

лее 25% уменьшаетс  удельный вес лигатуры , степень усвоени  элементов и сфероидизации графита.

Содержание бари  в лигатуре в количёстве 4-8% обеспечивает получение отливок без отбела и  вл етс  оптимальным . Кроме этого, барий совместно с церием и магнием усиливает эффект сфероидизации графита. Присутствне стронци  в составе лигатуры обеспечивает получение одинаковых свойств в различных стенках отливки. Нижний предел выбран исход  из минимального количества дл  получени 

стабильных результатов в стенке тол- ш,иной 40 и 10 мм. Верхнее ограничение сй зано с некоторым ухудшением формы графитовых включений в массивных сечени х отливки.

I

Углерод в составе лигатуры способствует увеличению центров кристаллизации графитной фазы, что благопри тно сказываетс  на распределении и

размерах графитных включений в металлической матрице, а также на снижении температуры плавлени  лигатуры. Содержание углерода в лигатуре менее 2% оказывает незначительное вли ние

на зарождение центров кристаллизации графита, а при содержании более 4,5% ухудшаетс  степень усвоени  углерода в лигатуре, резко увеличиваетс  количество графитных включений, что от35

рицательно сказываетс  на прочностных свойствах чугуна.

Марганец  вл етс  перлитизатором металлической- матрицы. Содержание

40 марганца в количестве 25-45% обеспечивает не только стабильную перлитну структуру, но и позвол ет получать удельный вес лигатуры не менее 4,8 г/см, чем обеспечиваетс  актив45 ное взаимодействие между жидким металлом и лигатурой. При этом, нет необходимости в создании специальных способов ее ввода в жидкий чугун. Содержание марганца в лигатуре менее

50 25% снижает ее удельный вес и увеличивает склонность.чугуна к феррити- зации, а при содержании более 45% очень трудно корректировать химический состав ВЧШГ, в св зи с наличием

55 марганца в исходных л::уейных чугунах а также повышенной схл.онностг.} чугуна к отбелу. Присутствие в лигатуре цери , магни , бари  резко у;.елич1 Еа ет ее десульфи руюа;укз способность.

Пример. Лигатуру получают в индукционной печи ИСТ-0,06. В качестве шихтовых матеоиалов используют церий в виде ферроцери  (ТУ 48-4- -280-73), магний первичный Мг95 (гост 804-72); кремний в виде электрогенного ферросилици  ФС 75 (гост 1415-78), барий в ферроси- ликобари  ФС 60 Еа 22 (ТУ 14-5-160-84) стронций в виде гексафторсиликата стронци  (ТУ 6-08-3620-74), марганец в виде ферромарганца Мн1 (ГОСТ 4755- --70). Содержание углерода довод т путем введени  завалку мелкодробленного бо  электродов. Железо доводитс  до заданных пределов завалкой в шихту литейного чугуна ЛК1 (гост 4832-79).

На дно тигел  индукционнойпечи

засыпают мелкодробленный бой электро- 20 ет получить полностью перлитную стру- дов и смешивают последний с гексафтор- ктуру чугуна с пределом прочности бо- силикатом стронци  ферроцерий, а за- лее 650 МПа. Предлагаемую лигатуру

тем все остальные компоненты шихты. Плавку ведут при 1250°С. В качестве покровного флюса дл  обеспечени  не- во-згорани  магни  используют поваренную соль (NaCl). После расплавлени  шихты и доводки ее по химсоставу разливают по изложницам. Химический Состав приведен в табл. I.

К легкоокисл юР1имс  элементам в. предложенной лигатуре относ т церий, магний, барий,  вл ющиес  сфероидиза- торами графита в чугуне. Легирующими элементами  вл ютс  марганец и стронций , обеспечивающие в комплексе перлитную структуру металлической основы и равномерные свойства в разностенных отливках.

Дл  сравнени  в известном сплаве легкоокисл ющимис  элементами  вл ютс  магний, кальций, барий, РЗМ, а легирующими - медь и марганец.

Испытание известного сплава и предложенной лигатуры показывают, что предложенный состав обеспечивает усвоение ее чугуном при более низких температурах без образовани  тугоплавкого шлака, а свойства чугуна в раз- личных сечени х отличаютс  незначительно . В то врем , как известный сплав дает большой разброс значений механических свойств по сечени м различной толщины. Одновременно с этим

себестоимость предлагаемой лигатуры ниже себестоимости известного сплава,

Результаты механических испытаний чугунов с шаровидным графитом, в литом состо нии, полученных при модифицировании с помощью известной и предлагаемой лигатур, а также степень усвоени  сферодизирующих и легирующих элементов расплавом чугуна представлены соответственно в табл. 2 и 3.

Таким образом, дл  получени  ВЧИГ предложена лигатура на основе марганца с удельным весом 4,8-5,8 г/см

и

температурой плавлени  945-1050 С, 15 котора  не требует специальных способов ввода ее в жидкий чугун и имеет относительно низкую стоимость. При,- этом данна  лигатура обладает высоким сфероидизируюиим эффектом и позвол 

можно отнести к категорий т желых лигатур. Однако, она может успешно использоватьс  и при внутриформенном модифицировании, хот  наиболее предпочтительно с экономической точки зрени  использовать ее дл  модифицировани  в ковше. Целесообразно использовать данную лигатуру при выплавке высокопрочного чугуна с применением в шихте металлизованных железорудных окатьш1ей.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Лигатура, преимущественно дл  получени  чугунных отливок, содержаш.а  кремний, магний, барий, марганец, углерод и железо, отличающа с  тем, что, с целью повышени  степени усвоени  сфероидизиру- ющих и легирующих компонентов, стабилизации свойств в разностенных се- чени х отливок, она дополнительно содержит стронций и церий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кремний10-20

   Магний4-10

   Барий4-8

   Марганец25-45

   Углерод2,0-4,5

   Стронций1,5-4,5

   ЦерийО,.2-0,8

   ЖелезоОстальное

   При обработке в ковше жидкого чугуна известным модификатором имеет место образование тугоплавкого шлака, в результате чего часть лигатуры приварилась к днищу ковша.

   ВНИИПИ Заказ 2183/27

   Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , А

   Таблица

   Таблица

   Тираж 605

   Подписное