Модификатор ковкого чугуна Советский патент 1985 года по МПК C22C35/00 

00

5

Изобретение относится к производству ковкого чугуна и может найти применение дли ускорения графитизирующего отжига отливок и повьшения их прочностных свойств,

. Цель изобретения - повышение про ностных свойств чугуна при сохранении высокой скорости графитизации.

Пример. Расплавляют обычньй чушковьш чугун и доводят до необход мого состава ферросилицием, ферробором и редкоземельными сплавами (ферроцерием, сцемишем, мишметаллом, ФЦМ-.), Разливку модификатора производят распылением струи металла в воду, после чего из полученной дроби на сите отделяют фракции 0,5 5,0 мм, которые и используют в качестве модификатора.

Модификатор выплавляют в лабораторных условиях. Его химический состав варьируют, охватывая нижние, верхние и средние содержания ингредиентов, а также проверяют составы ниже нижних и вьше верхних пределов Для сравнения вьшлавляют модификатор известного состава.

Химический состав и результаты испытаний приведены в таблице.

Введение в предлагаемьй модификатор наряду с кремнием такого сильного графитизатора как углерод позволяет сохранить положительное свойство известного модификатора резкое ускорение графитизации при отжиге. Углерод и кремний создают в ковком чугуне микроскопические неоднородности в местах подплавления дроби, которые ускоряют гра фитизацию чугуна. Однако с введением углерода уменьшается количество вводимого кремния до 6,5-12,0 мае в результате чего в тройной системе Fe-C-Si получают доэвтектические но близкие.к эвтектике композиции. Такое сочетание углерода и кремния, обеспечивая высокую, не уступающую известному, скорость графитизации позволяет избежать выделения пластинчатого графита в зоне подплавления частиц модификатора. При этом углерод и кремний используют в модификаторе в обратно пропорциональной зависимости, т.е. при 3 мас.% углерода кремния необходимо вводить 6,5 мае. %, а при 2 мае, % углерода 12 мас.% кремния.

Поскольку высококремнистые чугуны отличаются недостаточно компакт803972

ным графитом, что может препятствовать достижению высокой прочности, в состав модификатора вводят церий в качестве элемента, сфероидизирующего графит. Количество церия недостаточно для придания графиту шаровидной формы, но компактность его резко возрастает и прочностные свойства чугуна резко увеличиваются,

Q Введение бора в количестве 0,1 1,0 мас.% является необходимым для ускорения отжига и подавления вьщеления пластинчатого графита. В указанных количествах бор обеспечивает

- получение в исходном металле 0,0050,05 мас.% В, что эффективно подавляет выделение первичного графита и несколько, ускоряет графитизацию.

Поскольку предлагаемый модификатор выплавляется на базе обычного чушкового чугуна добавлением ферросплавов и редкоземельных сплавов, марганец присутствует в нем в качестве неизбежной,но не вредной примеси,,

и практическине изменяет концентрацию этого элемента в исход ном чугуне.

В качестве исходного чугуна в высокочастотной индукционной печи с емкостыЬ тигля 50 кг вьтлавляют чугун следующего состава, мас,%:

° С 2,59, Si 1,08, Мп 0,25, Сг 0,076, остальное железо. Плавку делят на фракции, каждую из которых модифицируют определенным составом модификатора, приведенным в таблице, в

5 количестве 0,5% от веса жидкого

металла. Из модифицированного чугуна отливают кинетические, дилатометрические и разрывные образцы. Термообработку вьшолняют по следующему

0 режиму: нагрев до , вьдержка

8ч, подстз живание ца воздухе до , нагрев и вьщержка при в течение 2 ч, охлаждение до 650 С и далее на воздухе.

5 Продолжительность первой стадии графитизации определяют дилотометрически,результаты измерений приведены в таблице.Там же приведены механические свойства полученного чугуна и вид

0 графита в сечении отливки 30 мм.

Испытания показывают, что при модифицировании чугуна предлагаемым модификатором при достижении высокой скорости трафитизации получают

5 структуру чугуна с компактным графитом. Механические свойства повьшаются свойства на 30-ЗА% по сравнению с известным чугуном.

МОДИФИКАТОР КОВКОГО ЧУГУНА, содержащий кремний, марганец и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных свойств при сохранении высокой скорости графитизации, он дополнительно содержит углерод церий, бор при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кремний 6,5-12,0 Марганец 0,1-1,0 Углерод . 2,0-3,0 Церий0,2-2,0 Бор0,1-1,0 ЖелезоОстальное