Модификатор для внутриформенной обработки чугуна Советский патент 1986 года по МПК C22C35/00 

ю

Oi

о ел 1 Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов модификаторов для внутриформенного модифицирования чугуна. Цель изобретения - улучшение растворимости модификатора и повьпнени предела прочности чугуна. Результаты анализа при использова нии модификаторов известного и пред лагаемого составов приведены в таблице. Сущность изобретения заключается в выборе соотношения компонентов, со держащихся в модификаторе, Выбранные пределы содержания крем ния (40-60 мас.%) обеспечивают температуру плавления модификатора,, а следовательно, и хорошую растворимость при внутриформенной обработке расплава. Нижний предел (40 мас.%) обеспечивает хорошую графитизацию модифицирующего расплава. Превышени верхнего предела ухудшает растворимость модификатора. Углерод в пределах 0,05-0,2 мас. повышает графитизирующее воздействи .модификатора. Получение содержания углерода свьш1е 0,2 мас.% трудно дос тижимо на практике. Алюминий - сильный раскислитель сплавов на железной основе. При этом эффективно связывая кислород, он вы свобождает от вьшолнения этой функции магний, тем самым снижая необходимое для сфероидизации графита к личество модификатора. Превышение верхнего предела (2 мас.%) содержания алюминия способствует получению окисных пленок в отливках и снижени механических свойств ВЧШГ. Магний в пределах 4-10 мас.% оказывает эффективную сфероидизирующую обработку расплава. Нижний предел (4 мас.%) обеспечивает минимально до .пустимую скорость растворения при внутриформенной обработке расплава, Превышение верхнего предела по магнию (10 мас,%) резко ухудшает характеристики и стабильность параметров растворения, наблюдается пирроэффект при обработке. Кальций - вспомогательный элемент сфероидизатор. В количествах 0,1 0,5 мас.% благоприятно воздействует на процесс модифицирования. Превышение верхнего предела (0,5 мас.%) замедляет скорость растворения моди57афикатора (особенно при внутриформенном модифицировании) вследствие шлакования. РЗЭ в пределах содержания 0,11,5 мас.% благоприятно сказывается на механических свойствах чугуна за счет повьш1ения дисперсности структурных составляющих (графита и перлита) . Нижний предел выбран исходя из достижения требуемого эффекта. При превышении верхнего предела уровень механических свойств остается практически постоянным и увеличивается стоимость лигатуры. Марганец - в пределах О,3-5,0 мае % снижает температуру плавления и тем самым растворимость модификатора. Кроме того, дополнительный ввод марганда способствует перлитизации матрицы и повьш1ение прочности чугуна. Превышение верхнего предела (5,0 мас.%) нецелесообразно, так как приводит к возможности образования цементита в структуре и за счет этого снижения свойств ВЧШГ. П р и м ер. Для сравнительного испытания известного и предлагаемого модификаторов исходный чугун состава, мас,%: углерод 3,1; кремний 2,0; марганец 0,2; хром 0,1; сера 0,02 выплавляют в индукционной высокочастотной печи. Технология получения высокопрочного чугуна включает обработку расплава в реакционной камере. Температура заливки во всех случаях 1380 С. Для достижения постоянного содержания магния в отливках пропорционально концентрации магния в модификаторе изменяют площадь реакционной камеры. Фракционный состав модификатора составляет 2-8 мм. В качестве критерия растворимости модификаторов используют вертикальную скорость растворения (мм/с). Образцы для определения прочности ВЧШГ вырезают из плиты толщиной 20 мм. Путем изготовления ряда плавок оценивают минимальный расход лигатуры для получения ВЧШГ, Из таблицы следует, что изменение соотношения компонентов в предлагаемом модификаторе обеспечивает по сравнению с известньгм улучшение его растворимости в жидком металле и способствует повьшению предела прочности чугуна.

Формула изобретения

Модификатор для внутриформенной обработки чугуна, содержащий кремний, углерод, алюминий, магний, кальций, 5 редкоземельные элементы (РЗЭ), марганец и железо, отличаю щийс я тем, что, с целью улучшения растворимости модификатора и повышения предела прочности чугуна, он содержит1О

следующем соотношении

40-60,0

0,05-0,2

1-2,0

4-10,0

0,1-0,5

0,1-1,5

0,3-5,0

Остальное

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в технологии получения чугуна с шаровидным графитом. Цель - улучшение растворимости модификатора и повышение предела прочности чугуна.. Модификатор содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: кремний 40-60; алюминий 1-2; магний 4-10; кальций 0,1-0,5; редкоземельные элементы 0,11,5; марганец 0,3-5,0; железо - остальное. В качестве примеси углерод до 0,2%. Изменение соотношения массовой доли марганца и железа в составе модификатора обеспечивает улучс шение растворимости до 1,8-3,0 мм/с (Л и повышение предела прочности до 445581 МПа. 1 табл.

Предлагае1,5400,05 1,04,0 мый Нижний 1,0500,1 1,57,0 Средний 0,8600,2 2,010,0 Верхний 2,0300,01 0,53,0 Ниже нижнего 0,8750,4 3,015,0 Выше верхнего 1,5400,05 2,04,0 Оптимальный 1,5400,05 2,04,0 Известный 0,10,10,30стапь-1,8445 0,30,82,5 ,5542 0,51,55,0 ,0581 0,050,050,1 ,2425 5,05,06,0 ,15i5 0,50,80,3 ,0461 0,50,80,3 ,2383