Способ модифицирования чугуна Советский патент 1987 года по МПК C21C1/00 C21C1/08 

10

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам модифицирования чугуна тугоплавкими микродобавками, и может быть использовано при получении ответственных отливок типа валков.

Цель изобретения - повышение прочности и ударной вязкости при сохранении твердости,

Иа чертеже приведена зависимость изменения растворимости нитрида бора в жидком чугуне в зависимости от температуры расплава и содержания в нем бора.

При создании изобретения были использованы следующие теоретические положения и экспериментальные данные .

Вор и азот повьшшют термодинамическую активность углерода в жидком чугуне, снижая его растворимость в расплаве.

Образующиеся в процессе кристаллизации тугоплавкие частицы нитрида .бора обладают кристаллографическим подобием с графитом и являются вследствие этого подложками для кристаллизации его включений.

Избыточный азот, обладая сильны- зо ми поверхностно-активными свойствами, тормозит рост кристаллов графита.

Обработка отдельных порций бором и азотом гомогенизирует расплав по этим элементам и обеспечивает -одинаковые свойства во всех сечениях валков, особенно по их высоте.

Определенное соотношение между азотом и бором с учетом величины температуры заливки позволяет исключить о образование нитрида бора в жидком чугуне, что предотвращает въщеление крупньк включений графита (область I на чертеже).,

13301642

следующего состава, мас.%: С 2,44, Si 0,76, Мп 0,52, Р 0,22, S 0,06, Сг 0,96, Ni 0,52.

Перед выпуском в ковш вводят фер- робор марки ФБ-10. Одновременно в вагранке выплавляют 11 т чугуна, имеющего состав, мас.%: С 3,42, Si 0,94, Мп 0,55, Р 0,20, S 0,21, Сг 0,11, Ni 1,61, Азот вводят в ковш в виде азотированного феррохрома марки ФХН100А (6,4% N). Чугун используют для отливки прокатных валков исполнения СПХН-45. Составы чугунов приведе15 ны в таблице. Там же приведены свойства чугунов. При содержании избыточного азота менее 0,006% механические свойства чугуна снижаются вследствие увеличения дифференцированности пер20 лита, а при содержании азота более 0,015% - вследствие появления газовых дефектов и роста количества цементита в структуре чугуна, при содержании бора менее 0,004% вследствие слабо25 го модифицирующег.о эффекта снижаются свойства чугуна и резко падают при содержании бора, превышающем его зна35

чение, соответствующее пределу растворимости, и нитрида бора в жидком чугуне вследствие образования крупных карбидов (см. чертеж).

Анализ механических свойств грунтов, выплавленных на основе известного и предлагаемого способов, показывает, что разработанный способ поэ- воляет одновременно использовать преимущества Процессов, легирования, сус- пензирования и модифицирования чугуна, что приводит к существенному по- вьшению его прочности и ударной вязкости, что обуславливает увеличение срока службы отливок,

Формула изобретения

При снижении температуры чугуна после заливки его в литейную форму создаются условия для вьщеления мелкодисперсных включений нитрида бора, создающих эффект, аналогичньй тому, который имеет место при суспензионном .питье.

Изобретение иллюстрируется примерами, результаты выполнения которых приведены в таблице

В индукционной печи промышленной qacTOTM ИЧТ--6 выплавляют 7 т чугуна

0,004 . В (0,5-10- т;„, -1,2 -10-3 0,72),

чение, соответствующее пределу растворимости, и нитрида бора в жидком чугуне вследствие образования крупных карбидов (см. чертеж).

Анализ механических свойств грунтов, выплавленных на основе известного и предлагаемого способов, показывает, что разработанный способ поэ- воляет одновременно использовать преимущества Процессов, легирования, сус- пензирования и модифицирования чугуна, что приводит к существенному по- вьшению его прочности и ударной вязкости, что обуславливает увеличение срока службы отливок,

Формула изобретения

Способ модифицирования чугуна, включающий введение в расплав бора и азота, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и ударной вязкости при сохранении твердос.ти, бором и азотом обрабатывают различные порции жидкого чугуна, которые затем смешивают перед заливкой, причем содержание азота в чугуне составляет N 1,3 Б + (0,006,0,015), а содержание бора устанавливают в следующих пределах

. 31330164

где N, В - содержание бора и азота, Т мас.%:

1 0,008 (прототип)

0,0104

- температура заливки металла в формы,°С.

1330

47,2

0,18

49

I I

I O.OS

mo

гоо

Редактор Н.Киштулинец.

Составитель A,Османцев Техред Л.Сердюкова,

Заказ 3541/27 Тираж 549

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ж

rm

IffOO JSffff r. C

Корректор Я.Бескид

Подписное