Лигатура Советский патент 1988 года по МПК C22C35/00 

NU

00

Изобретение относится к литейному производству, в частности к лигатурам для чугуна и стали, и может быть ис- пользоваио при изготовлении отливок из высокопрочного чугуна.

Целью изобретения является сниже- ;ние расхода лигатуры и повышение пре- ;дела прочности чугуна,

j Сущность изобретения состоит в том, что .лигатура, содержащая кремний, барий, титан, углерод, РЗМ, марганец, стронций, азот и железо, дополнительно содержит магний при следующем соотнощении компонентов,мае,% Кремний10s0-25,О

БарийЬ5-А,0

Титан7 0-10,0

Углерод1,5-4,0

Церий0,1-0,25

Марганец25,0-45,0

СтронцийJ,0-2,5

Азот0,08-0,2

Магний4,0-6,0

; ЖелезоОстальное

Магний является сфероидизатором ; графита и одновременно рафинирует |расплав от вредных примесей; серы, кислорода. При содержании магния ниже 4% стабильная вермикулярная форма графита не достигается, а при содер- |жании более 6% в структуре чугуна преобладает шаровидная форма графита,

Введение марганца в количествах менее 25% а состав лигатуры не поэ- воляет повысить плотность лигатуры и степень усвоения компонентов, а введение марганца в количестве более 45% резко увеличивает твердость чугуна, что требует проведения терми- ческой обработки. Введение стронция IB лигатуру в количестве менее 1,0% |не обеспечивает необходимого предела прочности чугуна с вермикулярным гра- шитом, а при содержании его более |2,5% наблюдается повышенный отбел, что Приводит к высокой твердости отливок. Содержание азота в составе ли- гатзфы 0,08-0,2% является оптимальным. При более низком содержании снижается предел прочности чугуна вследствие уменьшения нитридов титана, а при более высоком содержа1ши азота увеличивается твердость чугуна и сни- |жаются его пластические свойства« i- .

При содержании кремния в лигатуре

менее 10% появляется опасность зования цементита в структуре чугуна.

что приводит к отбелу отливок, при содержании более 25% снижается удельный вес лигатуры, а следовательно, ухудшается степень ее усвоения.

Церий (при оптимальном содержании 0,1-0,25%) способствует стабилизации вермикулярной формы графита в чугуне При снижении содержания церия в лигатуре менее 0,1% появляется склонность к образованию пластинчатого графита, а при содержании более 0,25% - шаровидной формы графита.

Содержание бария в лигатуре 1,5- 4,0% обеспечивает получение отливок без отбела и является оптимальньм с точки зрения получения чугуна с вермикулярным графитом,

Титан - десфероидизатор графита - введен в состав лигатуры для придания вермикулярной формы графитовым включениям. При содержании титана менее 7% ухудшаются условия получения вермикулярной формы графита, а содержание титана в лигатуре более 10% не приводит к дальнейшему улучшению условий формирования графитовых включений.

Углерод в составе лигатуры способствует увеличешоо центров кристаллизации графитовой фазы, что благоприятно сказьтается на распределении и размерах графитовых включений в металлической матрице, а также на снижении температзфы плавления лигатуры Содержание углерода в лигатеру менее ,5% оказывает слабое влияние на зарождение центров кристаллизации графита, а при содержании более 4% ухудшается степень усвоения углерода в лигатуре, резко увеличивается количество графитовых включений, что отрицательно сказьюается на прочност йьпс свойствах чугуна.

Для проведения испытаний предлагаемого состава лигатуры на дно тигля индукционной печи ИСТ-0,06 засыпали ингредиенты лигатуры: молотый бой электродов (2,55%), смешивая последний с гексафторсиликатом стронция (), ферроцерий (0,2%), магний металлический (5%),-ферротитан (8,5% ферросиликобарий (2,55%), марганец. металлический и марганец азотированный (в пересчете на 35% марганца и 0,14% азота)5 добавляли ферросилиций в количестве, обеспечивающем содержание кремния в лигатуре 17,5%. Ли

тейный чугун добавляли для получения обп;его содержания железа в лигатуре 26,66%.

В качестве покровного флюса для предупреждения возгорания магния использовали NaCl,

Для обоснования оптимального содержания компонентов аналогичным образом были приготовлены пять составов предлагаемой лигатуры и один известный (по прототипу) для сравнения, В табл.1 представлены данные .составы.

Проведены сравнительные испытания предлагаемой и известной (по прототипу) лигатур обработкой чугуна следующего химического состава,%: углерод 3,3; кремний 1,8; марганец 0,19; сера 0,021; фосфор 0,07%.

Обработку чугуна проводили при lASO-lSOO C в ковшах из расчета расхода 1,3% лигатуры от массы обрабатываемого расплава.

Результаты сравнительных испыта- НИИ, степени усвоения компонентов лигатуры и механических свойств чугуна с вермикулярным графитом представлены в табл.2,

Как видно из табл.2, образцы чугу на, модифицированные лигатурой состава 2-4, обладают более благоприятными сочетаниями прочности и твердости в сравнении с чугуном, обработанным известной лигатурой.

В табл.3 представлены сравнительные показатели расхода предлагаемой и известной лигатур, а также механические свойства полученного чугуна.

Из табл.3 следует, что при модифицировании жидкого чугуна предлагаемой лигатурой ее расход существенно снижается.

Таким образом, предлагаемая лигатура позволяет получать высокопрочный чугун с высокими механическими свой- ствами без применения специальных методов ввода ее в жидкий чугун. Удельный вес предлагаемой лигатуры составляет 4,8-5,6, что на 25-35% выше по сравнению с известной. При этом степень усвоения компонентов лигату1Я 1 значит.ельно выше по сравнению с известной, что в свою очередь позволяет снизить расход лигатуры на ковше- вое модифицирование на .

20 Формула изобретения

Лигатура, содержащая кремний, барий, титан, углерод, церий, марганец, стронций, азот и железо, отличающаяся тем, что, с целью снижения ее расхода и повышения предела прочности чугуна, в нее дополнительно введен магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

а б л

Ют 25 1,5-4,0

7-10

1,5-4,0

0,10-0,25

25-45

1,0-2,5

0,08-0,20

4-6 Остальное

и ц а I

Изобретение относится к литейному производству, в частности к лигатурам для чугуна и стали, и может быть использовано при изготовлении отливок из высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом. Лигатура содержит, мае.%: кремний 10,0-25,0; магний 4,0-6,0; барий 1,5-4,0; титан 7,0-10,0; углерод 1,5-4,0; церий 0,1- 0,25; марганец 25,0-45,0; стронций 1,0-2,5; азот 0,08-0,2; железо - остальное. Дополнительный ввод в состав лигатуры магния в сочетании с предложенным соотношением остальных компонентов позволяет получить высокопрочный чугун с вермикулярным графитом с высокими механическими свойствами, расход предложенной лигатуры в сравнении с известной для модифицирования чугуна на 30-50% ниже. 3 табл. с сл

Компоненты

Содержание, мас.%, в предлагаемых составах лигатуры

.rDZr.Z.r.

0,05 3,55

0,1 4,0

Известный состав по авт.св. 998560

2,75 12,5 4,25 5,05

0,25 6,0

0,30 6,5

Предлагав мая

1360

Продолжение табл.1

Таблица 2

49

74

384 187

Образцы со сквозным отбелом.

. 1434000 -8

Таблица 3