Брикетированная смесь для обработки серого чугуна для отливок Советский патент 1987 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности, к разработке составов брикетированной смеси для обработки серого чугуна.

Цель изобретения - стабилизация степени усвоения легирующих элементов в чугуне и обеспечение квазиизо-1- тропности в тонких и толстых сечениях отливок.

Составы брикетированных смесей для обработки серого чугуна, степень усвоения .легирующих элементов и свойства чугуна после обработки известным и предложенным составами смесей приведены в табл.1 и 2.

Измельченный ферросилиций марок ФС75 и ФС90 (ГОСТ 1441-70) используется в составе брикетов с целью получения модифицирующего действия и при смешивании с жидким стеклом быстрого твердения жидкого стекла и образования твердых брикетов. Цри содержании в составе брикетов меньfO

15

20

При увеличении содержания ферромарганца больше 18% дальнейшего ул шения микроструктуры и повышения свойств чугуна не наблюдается.

Измельченньй электродный бой ил отходы графитового производства вв дятся в состав брикетов для повыше ния их модифицирующего действия и для получения в обработанном брике тами чугуне оптимального содержани углерода. Положительное ,влияние гр фита на микроструктуру и свойства чугуна начинает появляться при сод жании в брикетах больше 3% измельченного графита. Увеличение содер ния графита больше 8% приводит к повышению содержания углерода в жи ком чугуне, увеличению размеров гр фитовых включений в микроструктуре чугуна и снижению прочностных свойств.

Гранулированный никель вводится в состав брикетов с целью перлитиз ции металлической матриць чугуна и

ше 18% ферросилиция получается слабое 25 повьшения его прочностных свойств.

их модифицирующее действие на чугун и твердение брикетов происходит очень медленно. При вводе в состав брикетов больше 32% измельченного ферросилиция не наблюдается дальнейшее улучшение его модифицирующего действия и ускорение твердения брикетов. Гранулированный ферросиликохром марок ФСХ18 и ФСХЗО (ГОСТ 11861-66) используется для ввода в состав исходного чугуна хрома и для повышения усвоения его чугуном ввиду снижения температуры плавления ферросиликохро- ма по Сравнению с феррохромом. При

30

35

Положительное влияние гранулированного никеля начинает проявлятьс на повышении прочности чугуна при его содержании в брикете в количес вах, больших 15%. При увеличении с держания в брикетах гранулированно никеля больше 30% дальнейшее повы шение прочностных свойств чугуна п лучается незначительным.

Стружка или крупка медных сплав вводится в состав брикетов с целью повышения жидкотекучести жидкого ч гуна и повышения прочностных свойс металла. Ощутимое влияние меди на

Стружка или крупка медных сплавов вводится в состав брикетов с целью повышения жидкотекучести жидкого чугуна и повышения прочностных свойств металла. Ощутимое влияние меди на

вводе в состав брикета меньше 20% фер-40 микроструктуру и свойства чугуна проросиликохрома в чугун переходит малое количество хрома и это мало влияет на повышение квазииэотропии чугуна и повышение прочностных свойств толстых стенок отливок. Повышение содер- жания ферросиликохрома больше 35% приводит к появлению в микроструктуре чугуна цементита и снижению прочностных свойств чугуна в тонких стенках отливок.

Измельченный ферромарганец марок Мн5, Мнб и Мн7 (ГОСТ 5165-49) используется для перлитизации микроструктуры чугуна и повышения прочностных свойств чугуна в толстых сечения от- ливок.Влияние ферромарганца на микроструктуру и свойства чугуна начинает проявляться при его содержании в брикетах в количествах, больших 2%,

При увеличении содержания ферромарганца больше 18% дальнейшего улучшения микроструктуры и повышения свойств чугуна не наблюдается.

Измельченньй электродный бой или отходы графитового производства вводятся в состав брикетов для повышения их модифицирующего действия и для получения в обработанном брикетами чугуне оптимального содержания углерода. Положительное ,влияние графита на микроструктуру и свойства чугуна начинает появляться при содержании в брикетах больше 3% измельченного графита. Увеличение содержания графита больше 8% приводит к повышению содержания углерода в жидком чугуне, увеличению размеров графитовых включений в микроструктуре чугуна и снижению прочностных свойств.

Гранулированный никель вводится в состав брикетов с целью перлитиза- ции металлической матриць чугуна и .

повьшения его прочностных свойств.

Положительное влияние гранулированного никеля начинает проявляться на повышении прочности чугуна при его содержании в брикете в количествах, больших 15%. При увеличении содержания в брикетах гранулированного никеля больше 30% дальнейшее повышение прочностных свойств чугуна получается незначительным.

Стружка или крупка медных сплавов вводится в состав брикетов с целью повышения жидкотекучести жидкого чугуна и повышения прочностных свойств металла. Ощутимое влияние меди на

микроструктуру и свойства чугуна проявляется при вводе в состав брикетов больше 0,5% стружки или крупки медны сплавов. При увеличении их содержания больше 3,5% в микроструктуре чугуна появляется ликвация меди и это приводит к снижению прЬчностных свойств чугуна.

Жидкое стекло натриевое с объемной массой 1,25-1,35 г/см и модулем (т)2,3 вводится в состав смеси для изготовления брикетов в качестве крепителя. Ввод в состав брикетов измельченного ферросилиция обеспечивает быстрое твердение жидкого стекла. Минимальное содержание жидкого стекла, обеспечивающее получение необходимых прочностных свойств брикетов, больше 12%. Увели312

чение содержания жидкого стекла больше 20% ухудшает растворение брикетов жидким чугуном и увеличивает количество шлака.

Исходный чугун выплавляли в электродуговой печи ДСП-0,5. После расплавления чугун перегревали до 1450 С, вьщерживали при этой температуре, а затем выливали в ковш, в каждьй из которых вводили по 1,8% исследуемых смесей или брикетов. Химический состав исходного чугуна следующий, мас.%: углерод 3,42-3,56, кремний 1,92-1,98, марганец 0,64- 0,67, хром 0,11-0,13, никель 0,06- 0,08, сера 0,03-0,04, фосфор и железо 0,09-0,11 и примеси остальное. Использование брикетов позволяет повысить по сравнению со смесями усвоение элементов с 68-70 до 78- 83%.

Из табл.2 видно, что использование брикетов предложенного состава позволяет по сравнению со смесью по прототипу повысить прочностные свойства исходного чугуна на 5-8%, предел прочности при изгибе с 503-511 до 541-561 МПа, стрелу прогиба с 3,1 до 3,2-3,3 мм, модуль упругости с 11450- 11700 до 11950-12650 кгс/мм твер- .дость (НВ) на 20-30 ед и выравнять микроструктуру и свойства чугуна в тонких и толстых сечениях.

Составы смесей и брикетов для обработки серого чугуна

Измельченный ферр чиций марки Си 75

Гранулированный ферросиликохром марки ФСХЗО

Измельченный силикомарганец марки СМИ 17

Измельченный фер- рома рганец марки Мнб

Отходы графитового производства

: .04

Формула изобретени

Брикетированная смесь для обрабоки серого чугуна для отливок, содержащая гранулированный ферросилико- хром и марганецсодержащий реагент, отличающаяся тем, что, с целью стабилизации степени усвоения легирующих элементов в чугуне и обеспечения квазиизотропности в тонких и толстых сечениях отливок, она дополнительно содержит гранулированный никель, стружку или крупку медных сплавов, жидкое стекло, измельченный ферросилиций, отходы графитового производства, а в качестве марганецсодержащего реагента она содержит измельченный ферромарганец при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гранулированный ферро- силикохром15-35,0

Измельченный ферромарганец . 2,0-18,0 Гранулированньй

никель15-30,0

Стружка . ИЛИ крупка медных сплавов ,5 Жидкое стекло 12-20,0 Измельченный ферросилиций18-32,0 Отходы графитового производства3-8,0 Т а б л и ц а 1

17,6 12,9 30 22 18 32 32,1

62

35,5 20 17,9 35 16 15 9,5

18,25 8,0 2,0 3,0 18 7,0 1,8

8,2 7,0 3,0 4,5 3,5 8,0 2,6

12966206

Продолжение табл.1

КомпонентыСодержание в смеси, мас.%, в смеси .

...I..

Никель гранулированный- - 14,6 22,5 2,6 15 30 24,3 30,2

Медная стружка - - 0,45 3,5 1,1 2,5 0,5 1,7 3,6

Жидкое стекло . - - 11,4 17 20 18 14 12 20,2

Усвоение чугуном

элементов

смеси, %687072 7981 8083 78 74

Приме ч ани е:1-2 составы известных смесей.

Таблица 2

Свойства исходного чугуна и обработанного исследуемыми составазии смесей и брикетов

Свойства , ИсходныйЧугун обработанный смесью и брикетами

1 |2 Гз Г4Т5Тб|7 |8|9

I,. ,

Свойства, полученные на образцах

Предел прочности при растяжении,

МПа

Предел прочности при изгибе, Ша

Стрела

прогиба,

мм

Модуль упругости, кгс/мм 11200 11450 11700 11750 12100 12500 12250 12650 11950 11800

Твердость

182 198 204 209 219 224 221 228 219 216

468 503 511 524 541 554 548 561 544 532

2,9 3,0 3,1 3,1 3,2 3,3 3,2 3,3 3,2 3,1

(ВН)

187 200 205 212 225 232 227 237 222 217

Свойства тонких стенок ( мм)

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для обработки серого чугуна. Цель - стабилизация степени усвоения легирующих элементов в чугуне и обеспечение квазиизотропности в тонких„и толстых сечениях отливок. Новая брикетированная смесь для обработки серого чугуна содержит, мас.%: гранулированный ферросиликохром 15-35,0, измельченный ферромарганец 2,0-18,0, гранулированньпЧ никель 15-30,0, стружка или крупка медных сплавов 0,5-3,5, жидкое стекло 12-20,0, измельченный ферросилиций 18-32,0, отходы графитового производства 3-8,0. Дополнительный ввод в состав смеси никеля, меди, жидкого стекла, ферросилиция и отходов графитового производства, а также использование в качестве марганецсодержащего реагента ферромарганца позволяет стабилизировать степень усвоения смеси в чугуне на уровне 78-83% и обеспечить квазиизотропность предела прочности (G(j ) и твердости (НВ) в сечении отливки 6 и 30 мин. 2 табл. 9 (Л