SU1475959A1 - Модифицирующа смесь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литейному производству ,в частности, к составам смесей дл  производства высокопрочного чугуна. Цель изобретени  - повышение стабильности модифицирующего эффекта и улучшение пластических свойств чугуна. Модифицирующа  смесь содержит магний, графит, борный ангидрид, гидрид кальци , нитриды кремни , карбонитриды редкоземельных металлов цериевой группы и ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%: магний 12-17

графит 15-20

борный ангидрид 12-15

гидрид кальци  7-11

нитриды кремни  10-20

карбонитриды РЗМ цериевой группы 8-12 и ферросилиций остальное. Дополнительный ввод в состав смеси карбонатов РЗМ, благодар  диссоциации которых увеличиваетс  глубина раскислени  чугуна и стабильность модифицирующего эффекта нитридов кремни ,  вл ющихс  более устойчивыми к коагул ции центрами кристаллизации, приводит к повышению на 25-35% пластических свойств, позвол ет в 1,5-2 раза снизить расход модификатора. 1 табл.

Description

J

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к модифицирующим смес м дл 4производства высокопрочных чугунов с повышенным упругоплас- тическими свойствамио

Цель изобретени  - повышение стабильности процесса модифицировани  . и улучшение пластических свойств чугуна.

Цель достигаетс  тем, что модифицирующа  смесь, содержаща  магний, графит, борный ангидрид, гидрид кальци  и ферросилиций, дополнитель- jно содержит нитриды кремни  и карбонаты РЗМ цериевой группы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Магний

Графит

Борный

ангидрид

Гидрид

кальци 

Нитриды

кремни 

Карбонаты

РЗМ цериевой

группы

Ферросилиций

12-17 15-20

12-15

7-11

10-20

8-12 Остальное

Јь 1

сд

со ел

со

Дополнительное введение в состав смеси карбонатов РЗМ, благодар  диссоциации которых увеличиваетс  глубина раскислени  чугуна и стабильность модифицирующего эффекта, и нитридов кремни ,  вл ющихс  более устойчивыми к коагул ции центрами кристаллизации, значительно повышает качество высокопрочного чугуна и его пластические свойства.

При концентрации нитридов кремни  в смеси до 10 мас.% пластические свойства чугуна недостаточны, а при увеличении их более 20 мас.% увеличиваетс  угар и снижаетс  стабильность модифицировани  чугуна.

Введение карбонатов РЗМ цериевой группы раскисл ет чугун, улучшает форму графита, способствует гомогенизации структуры и повышению пластических свойств чугуна в отливках. При концентрации карбонатов РЗМ цериевой группы до 8 мас.% модифицирующий эффект и упругопластические свойства низкие, а при увеличении концентрации их более 12 мас.% снижаетс  стабильность модифицировани  и ударна  в зкость чугуна.

Требуемый эффект модифицировани  и его повышенна  стабильность достигаетс  при концентрации магни  в смеси от 12 до 17%. При содержании магни  в смеси до 12 мас.% его остаточное содержание в чугуне оказываетс  недостаточным дл  обеспечени  высокой степени сфероидизации графита,, При увеличении концентрации магни  более 17% процесс модифицировани  сопровождаетс  большим пироэффектом и зарактеризуетс  нестабильностью пластических свойств.

Введение графита в состав смеси в количестве 15-20 мас.% увеличива- е т число готовых центров кристаллизации при его затвердевании и содержание феррита в структуре, что способствует повышению пластических свойств чугуна. При содержании графита более 20 мас.% снижаютс  стабильность модифицировани  и механические свойства. Обработка чугуна модифицирующей смесью с содержанием графита менее 15 мас.% сопровождаетс  большим пироэффектом и нестабиль ностью получаемых результатов.

При введении в состав модифицирующей смеси борного ангидрида и гидрида кальци  атомы бора микроле0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

гируют чугун, измельча  включени  графита, повыша  упругопластические свойства. Верхний предел концентрации гидрида кальци  снижен до 11 мас.% так как при более высоких содержани х его увеличиваетс  концентраци  окислов и других включений, снижаютс  пластические свойства чугуна. Нижние пределы борного ангидрида (12 мас.%) и гидрида кальци  (7 мас.%) примен ютс  дл  более полного восстановлени  борного ангидрида и повышени  стабильности процесса модифицировани , что объ сн етс  эффективным вли нием бора на эффект микролегировани  дл  получени  мелкозернистой структуры чугуна.

Введение гидрида кальци  менее 7 мас.%  вл етс  недостаточным дл  полного восстановлени  борного ангидрида и не оказывает заметного вли ни  на зарождение графитовой фазы и повышение упругопластических свойств чугуна в отливках.

Дл  получени  модифицирующих смесей используют следующие материалы: нитриды кремни  Si3N,p гранулированный графит ГГр1, ферросилиций электропечной ФС-75, порошок гидрида кальци  СаН2, магний Мг1, карбонаты РЗМ цериевой группы КАЦеН и борный ангидрид кл.А,которые перемешивались в лабораторных бегунах в течение 1-3 мм.

В таблице приведены данные об испытани х предложенной и известной модифицирующих смесей при равной присадке (0,5% от массы расплава) в чугун одинакового химического состава .

Модифицирующие смеси ввод т в ковш перед выпуском в него чугуна с температурой 1430-1450°С.

Проведены исследовани  процессов модифицировани  порошковыми магний- содержащими смес ми при производстве литых деталей в песчано-глинистых формах. Плавки чугуна проводились в открытой индукционной печи методом переплава.

Стабильность процесса модифицировани  выражена в процентах от общего объема исследованных образцов и проб и представл ет количество образцов и проб, которые по характеристикам структуры соответствовали техническим услови м.

Испытани  на ударную в зкость првод т на образцах размером 55 мм, U-образным надрезом.

Исходный химический состав чугуна , мас.%: марганец 0,5-0,8, хром 0,1-0,3, фосфор до 0,06, никель 0,15-0,3, азот 0,01-0,03 и сера 0,05

Величина присадки 0,5% от массы расплава.ч

Механические свойства чугуна ош- редел ли на литых образцах и стандартных пробах по результатам 3-4 измерений .

В таблице приведены данные в составах смесей, механических свойствах модифицированных чугунов и стабильности процесса модифицировани .

Как видно из таблицы, пластические свойства чугуна, обработанного модифицирующей смесью предложенного состава, значительно выше, чем при обработке модифицирующей смесью базового состава 1 и составов 5 и 6, содержание компонентов в которых выходит за предлагаемые пределы.

Технико-экономическа  эффектив- ность от применени  предлагаемой

модифицирующей смеси обуславливаетс  снижением расхода модификатора в 1,5-2 раза и повышением служебных

свойств на 25-37%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Модифицирующа  смесь, содержаща  магний, графит, борный ангидрид,

   гидрид кальци  и ферросилиций, о т- личающа с  тем, что, с целью повышени  стабильности процесса модифицировани  и улучшени  плас- тических свойств чугуна, она дополнительно содержит нитриды кремни  и карбонаты редкоземельных металлов (РЗМ) цериевой группы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   0

   5

   Магний

   Графит

   Борный ангидрид

   Гидрид кальци 

   Нитриды кремни 

   Карбонаты РЗМ

   цериевой

   группы

   Ферросилиций

   12-17 15-20 12-15 7-11 10-20

   8-12 Остальное