Способ получения отбеленного чугуна в отливках Советский патент 1984 года по МПК C22C37/00 

СО

4 Изобретение относится к черной металлургии, а также к литейному про изводству и. используется для получения отливок из отбеленного чугуна. Известен способ получения отбелен ного чугуна вотливках, включающий выплавку чугуна в печи, слив его в ковш, введение в него теллура в коли честве 3-9 г на 1 т чугуна совместно с графитом при вьщержке соотношения количества графита к количеству теллура от 20:1 до 30:1 и последующую заливку чугуна в литеййые формы. Использование этого способа.позволяет получать отбеленные отливки с короткой переходной зонойбез существенного ухудшения механических свойств чугуна 13. Недостаток способа - вьвделение отдельных графитных включений вотбеленном слое в связи с недостаточным временем для растворения графита в чугуне, что является браковочньм признаком при производстве отливок из отбеленного чугуна, например прокатных валков. Применение присадок теллура и графита в чугун малоэффективно и является источником дополнительных ошибок ПРИ отборе проб на отбел и поэтому не может быть рекомендовано для практического использования. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения отбеленного чугуна в отливках, включающий выплавку чугуна в печи, слив его в ковш, введение теллура в колк- шстве 0,0002-0,0005% от веса обрабатываемого чугуна и последующую заливку в литейную форму. Использова ние этого способа позволяет при применении для плавки чугуна шихтовых материалов с низкой исходной отбеливаемостью получать отливки с необходимой величиной зоны чистого отбела и короткой переходной зоной 2. Недостатком известного способа яв ляется то, что теллур снижает механические свойства отбеленного чугуна Цель-изобретения - сокращение переходной зоны в макроструктуре отливок и повышение прочности чугуна серой зоны Поставленная цель достигается тем что согласью способу получения отбеленного чугуна, в отливках, включающе му выплавку чугуна в печи, слив его в ковш, введение теллура в количестве О, 0002-.0, 0005% от веса обрабатыва емого ч угу на и заливку в литейную форму, в чугуне повышают содержание кремния дополнительно на 0,05% на каждую 0,0001% вводимого теллура, за тем в чугун вводят теллур и марганец в соотнсяаении 1:2. Основой разработки изобретения послужили результаты исследований, в которых количественно определено влияние теллура на карбидообразование в структуре отбеленного чугуна разного химического состава. Установлено, что теллур при вводе его в жидкий чугун в количестве 0,0002-0,0006% от веса обрабатываемого металла повышает устойчивость жидкой фазы, способствуя переохла.ждению кристаллизующегося чуГуна и склонности его к отбеливанию, увеличивая глубину слоя чистого отбела и повышая чистоту его по неметаллическим включениям. При более низкой добавке теллура отбеливающее его действие незначительно, а при более высокой в серой зоне отливок образуются карбиды (структурно-свободный цементит J, что приводит к снижению проч- ности и ударной вязкости. Нейтрализация отбеливающего действия теллура (для получения необходимой глубины слоя чистого отбела в соответствии с требованиями технических условий на отливки } обеспечивается повышением содержания в чугуне кремния в количестве 0,05% на каждые 0,0001% теллура. При более высокой концентрации кремния его графитизирующее влияние преобладает над отбеливающим действием теллура и в структуре отбеленного слоя появляются выделения графитных включений, что резко снижает износостойкость чугуна (такой чугун носит название чугуна с невыраженным отбелом или полутвердого чугуна 1. . Важным действием теллура на макроструктуру отбеленного чугуна является то, что увеличивая глубину слоя чистого отбела он одновременно умень шает величину переходной зоны, обеспечивая улучшение отбеливаемости, оцениваемой критерием качества А Сокращение переходной зоны обеспечивается за счет образования в жидком чугуне теллуридов марганца, которые являются центрами кристаллизации. Наибольший эффект достигается при одновременном введении в чугун теллура и марганца в количествах, соответ-ствующих стехиометрическому их отношению в теллуридах марганца. С марган цём теллур образует два вида теллурядов (тел.лурид марганца ШТе и дител лурид марганца MnTeg/. Оптимальное соотношение теллура и марганца составляет 2:0,5. При более высокой добавке марганца увеличивается переходная зона и ухудшается отбеливаемость, оцениваемая критерием качества AV При разработке предлагаемого способа чугун выплавляют в печи ИЧТ-б из валкового чушкового чугуна ВД-2 и полупродукта ЧМЗ. Химический состав чугуна по кремнию корректируют присадкой в печь расчетного количестваферросилиция (ФС651. Расплав сливают

в ковш и при 1340-1360°С обрабатывают теллуром совместно с. марганцем в виде ферромарганца (ФМн /ь J, которые вводят в металл в пакетах из листового железа, прикрепленного к концу железного прута. От обработанного чуГуна отбирают металл для заливки технологической пробы на отбел, применяемой в вальцелитейном производстве для экспрессного контроля качества -. чугуна перед.заливкой в литейные формы. В изломе пробы замеряют протяженность макроструктурных зон, по кото- рым оценивают отбеливаемость чугуна, расчитывая величину критерия качества Ац (таблица Ь

При обеспечении на изломе технологической пробы величины зоны чистого отбела требованиям технических усi ловий чугун заливают в литейные формы для отливки прокатных валков.

Продолжение таблицы

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТБЕЛЕННОГО ЧУГУНА В ОТЛИВКАХ, включающий выплавку чугуна в печи, слив его в ковш, введение теллура в количестве 0,0002-0,0005% от веса обрабатываемого чугуна и заливку в литейную форму, отличающийся- тем, что, с целью сокращения .переходной зоны в макроструктуре отливок и повышения прочности чугуна серой зоны, в чугуне повышают содержание кремния дополнительно на 0,05% на кахздую 0,0001% вводимого теллура, затем в чугун вводят теллур и марганец в соотношении 1:2.

Как видно из данных, приведенных ||В таблице применение предлагаемого способа обеспечивает сокращение величины переходной зоны в среднем на 20% и повышение прочности чугуна в, серой зоне в среднем на 34%, Кроме того, улучшается качество отливок

из отбеленного чугуна при применении с плохой исходной отбеливаемостьго.

Снижение брака валков по несоответствию макроструктуры за счет предлагаемого способа на 10% обеспечит получение годового экономического эффекта в размере 167 тыс.руб, в год.