SU1525225A1 - Модифицирующа смесь дл чугуна - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии. Цель - повышение трещиностойкости, относительного удлинени  и модул  сдвига чугуна. Модифицирующа  смесь содержит, мас.%: борна  кислота 35-45, окисль меди 10-17

силикобарий 5-11

нитриды бора 12-17, карбонитриды цери  2-20 и плавиковый шпат 11-15. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии сплавов, а именно к модификаторам жидкого чугуна, используемым при производстве отливок из высокопрочных доэвтектических чугунов.

Цель изобретени  - повышение тре- щиностойкости, относительного удлинени  и модул  сдвига чугуна.

Пример. Плавки чугунов провод т в индукционных печах. Дл  обработки используют доэвтектические чугуны следующего состава, мас.%: углерод 2,3-2,4; кремний 1,0-1,1; марганец 0,3-0,4; хром 0,04-0,06; сера 0,05- 0,06; фосфор 0,06-0,07; железо - остальное .

Составы модифицирующих смесей представлены в таблице.

Модифицирующие смеси готов т в лабораторных бегунах и ввод т в обоих случа х 0,23% от массы заливаемого расплавленного чугуна. Температура чугуна при модифицировании 1430- 1450 С. Из модифицированного чугуна отливают технологические пробы, образцы дл  механических испытаний и отливки с толщиной стенок 8-45 мм.

Трещиностойкость и технологические свойства модифицированных чугунов определ ют на стандартных литьгх пробах, а механические свойства после проведени  термической обработки: нагрев до 960°С, вьщержка при этой температуре 5 ч, охла)1;цение до , вьдерж- ка при этой температуре 5 ч и окончательное охлаждение на воздухе. Общий цикл термической обработки 17,5 ч. Графитизирующую способность модифицирующих смесей оценивают по изменению микроструктуры чугуна после вьдержки при 760°С в течение 75 гс на стандартных 16 мм образцах..

В таблице приведены механические и технологические свойства модифицированных чугунов.

Дополнительное введение карбонит- ридов цери  усиливает модифицирующее и графитизирующее вли ние смеси, обеспечивает повышение фактора формы графита , упругопластических свойств чугуна , повьшение механических свойств. При концентрации карбонитридов цери  до 2 мас.% компактность графита в чугуне и модифицирующа  способность

(Л

ел го

ел

to

5 ел

низкие, а увеличение содержани  кар- боии гридов цери  более 20 мас.% повышает угар цери ,снижаютс  в экоплас- тические свойства чугуна, однородность структуры, стабильность механических свойств чугуна и графитиэиру- юща  способность смеси.

Нитриды бора измельчают структуру чугуиа при модифицировании, повышают трещпностойкость, графитиэирующую способность и модуль сдвига. При концентрации нитридов бора до 12 мас.% измельчение структуры и величина модул  сдвига недостаточны, а при увеличении нитридов бора более 17 мас.% увеличиваетс  концентраци  неметаллических Бключений в чугуне, повышаетс  брак по отсеру, что приводит к сниже- .нию модул  сдвига, пластических и технологических свойств чугуиа.

Плавиковый шпат рафинирует и модифицирует железоуглеродистый расплав, повьпиа  пластические свойства, трещи- иостойкость и модуль сдвига. При кон- цеитрации плавикового шпата до П мас.% пластические свойства и модуль сдвига чугуиа низкие, а при концентрации в смеси плавикового шпата более 15 мас.% повьшшютс  содержание карбидов в чугуне и твердость и снижаютс  модуль сдвига и графитизирую- ща  cnocoLiii iCTb.

Вр.одеипе 10-17 мас.% окиси меди обеспечивает снижение и выравнивание твер/1,ости чугуна, повышение графити- зирующе способности, литейных свойств и равномерности структуры, что приводит к повьпиению герметичности и модул  сдвига чугуна в отливках после термообработки. При концентрации ее менее 10 мас.% отмечаетс  повышение твердости и снижение пластических свойств и модул  сдвига, а при увеличении концентрации более 17 мае увеличиваетс  отсер, неоднородность структуры чугуна в отливках, что приводит к снижению модул  сдвига и стабильности механич еских свойств.

Борна  кислота в количестве 35- 45 мас.% обеспечивает дополнительное йодифицирование чугуна бором, повьш е- ние графитизирующей способности чугуна , снижение твердости и повышение модул  сдвига. При содержании борной кислоты более 45 мас.% увеличиваетс  неоднородность структуры и герметичность чугуна п отливках и снижаетс  модуль сдвига. При снижении

10

15

20

  - - - 25 ы . 5252254

концентрации борной кислоты менее 35 мас.% отмечаютс  низкие характеристики модул  сдвига к степени графи- тизации чугуна.

Силикобарий введен как эффективна  графитизирующа  добавка. При его содержании более 11 мас.% повышаетс  угар смеси, неоднородность структуры и снижаетс  модуль сдвига. При концентрации силикобари  до 5 мас.% снижаетс  графитиэирующа  способность смеси, увеличиваетс  содержание перлита в структуре, что снижает модуль сдвига и пластические свойства.

Как видно из таблицы, чугуны, модифицированные предложенной смесью составов 1, 2 и 3, обладают более высокими механическими свойствами и графитизирующей способностью, чем при модифицировании их известной смесью оптимального состава (опыт 1).

Сопоставительный анализ затрат на модифицирование чугунов, графитизирующей способности и механических

свойств модифицированных высокопрочных чугунов после термической обра-, ботки показал, что при использовании предложенной модифицирующей смеси достигаетс  экономический эффект от 7,8 до 16 руб. на тонну годного лить . При этом повышаютс  технологические свойства модифицированных чугунов (трещиностойкость, жидкотекуг честь и др.). Применение предложенной модифицирующей смеси позвол ет улучшить модуль сдвига, механические свойства при одновременном сокращении продолжительности графитизирующего отжига .

30

35

5

0

5

Claims (1)

1. Формула изобретени  ,

   Модифицирующа  смесь дл  чугуна, содержаща  борнуюокислоту, окись меди , Силикобарий, отличающа - с   тем, что, с, целью повышени  тре- щиностойкости, относительного удлинени  и модул  сдвига чугуиа путем повышени  егографитизирующей способности , она дополнительно содержит нитриды бора, плавиковый шпат и карбонит- риды цери  при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Борна  кислота 35-45 Силикобарий5-11

   Окись меди10-17

   Нитриды бора 2-1J

   Плавиковый шпат 11-15 Карбонитриды цери  2-20

   со

   го r. 00

   in

   CN

   - Г 1Л

   m (Л п

   О О О о о см

   - -

   in О vO

   r r г.

   чО n ON

   М «ч М

   1Л vO Ш

   О

   (П

   Г Г О

   о

   v

   тою

   го .

   II  

   Е-40)

   и К V К К

   oimftocd-cNro

   ю   с с; ж