Модифицирующая смесь для чугуна Советский патент 1989 года по МПК C22C35/00 C21C1/10 

Изобретение относится к металлургии сплавов, а именно к модификаторам жидкого чугуна, используемым при производстве отливок из высокопрочных доэвтектических чугунов.

Цель изобретения - повышение тре- щиностойкости, относительного удлинения и модуля сдвига чугуна.

Пример. Плавки чугунов проводят в индукционных печах. Для обработки используют доэвтектические чугуны следующего состава, мас.%: углерод 2,3-2,4; кремний 1,0-1,1; марганец 0,3-0,4; хром 0,04-0,06; сера 0,05- 0,06; фосфор 0,06-0,07; железо - остальное.

Составы модифицирующих смесей представлены в таблице.

Модифицирующие смеси готовят в лабораторных бегунах и вводят в обоих случаях 0,23% от массы заливаемого расплавленного чугуна. Температура чугуна при модифицировании 1430- 1450 С. Из модифицированного чугуна отливают технологические пробы, образцы для механических испытаний и отливки с толщиной стенок 8-45 мм.

Трещиностойкость и технологические свойства модифицированных чугунов определяют на стандартных литьгх пробах, а механические свойства после проведения термической обработки: нагрев до 960°С, вьщержка при этой температуре 5 ч, охла)1;цение до , вьдерж- ка при этой температуре 5 ч и окончательное охлаждение на воздухе. Общий цикл термической обработки 17,5 ч. Графитизирующую способность модифицирующих смесей оценивают по изменению микроструктуры чугуна после вьдержки при 760°С в течение 75 гс на стандартных 16 мм образцах..

В таблице приведены механические и технологические свойства модифицированных чугунов.

Дополнительное введение карбонит- ридов церия усиливает модифицирующее и графитизирующее влияние смеси, обеспечивает повышение фактора формы графита, упругопластических свойств чугуна, повьшение механических свойств. При концентрации карбонитридов церия до 2 мас.% компактность графита в чугуне и модифицирующая способность

(Л

ел го

ел

to

5 ел

низкие, а увеличение содержания кар- боии гридов церия более 20 мас.% повышает угар церия,снижаются вяэкоплас- тические свойства чугуна, однородность структуры, стабильность механических свойств чугуна и графитиэиру- ющая способность смеси.

Нитриды бора измельчают структуру чугуиа при модифицировании, повышают трещпностойкость, графитиэирующую способность и модуль сдвига. При концентрации нитридов бора до 12 мас.% измельчение структуры и величина модуля сдвига недостаточны, а при увеличении нитридов бора более 17 мас.% увеличивается концентрация неметаллических Бключений в чугуне, повышается брак по отсеру, что приводит к сниже- .нию модуля сдвига, пластических и технологических свойств чугуиа.

Плавиковый шпат рафинирует и модифицирует железоуглеродистый расплав, повьпиая пластические свойства, трещи- иостойкость и модуль сдвига. При кон- цеитрации плавикового шпата до П мас.% пластические свойства и модуль сдвига чугуиа низкие, а при концентрации в смеси плавикового шпата более 15 мас.% повьшшются содержание карбидов в чугуне и твердость и снижаются модуль сдвига и графитизирую- щая cnocoLiii iCTb.

Вр.одеипе 10-17 мас.% окиси меди обеспечивает снижение и выравнивание твер/1,ости чугуна, повышение графити- зирующе способности, литейных свойств и равномерности структуры, что приводит к повьпиению герметичности и модуля сдвига чугуна в отливках после термообработки. При концентрации ее менее 10 мас.% отмечается повышение твердости и снижение пластических свойств и модуля сдвига, а при увеличении концентрации более 17 мае увеличивается отсер, неоднородность структуры чугуна в отливках, что приводит к снижению модуля сдвига и стабильности механич еских свойств.

Борная кислота в количестве 35- 45 мас.% обеспечивает дополнительное йодифицирование чугуна бором, повьш е- ние графитизирующей способности чугуна, снижение твердости и повышение модуля сдвига. При содержании борной кислоты более 45 мас.% увеличивается неоднородность структуры и герметичность чугуна п отливках и снижается модуль сдвига. При снижении

10

15

20

я- - - 25 ы. 5252254

концентрации борной кислоты менее 35 мас.% отмечаются низкие характеристики модуля сдвига к степени графи- тизации чугуна.

Силикобарий введен как эффективная графитизирующая добавка. При его содержании более 11 мас.% повышается угар смеси, неоднородность структуры и снижается модуль сдвига. При концентрации силикобария до 5 мас.% снижается графитиэирующая способность смеси, увеличивается содержание перлита в структуре, что снижает модуль сдвига и пластические свойства.

Как видно из таблицы, чугуны, модифицированные предложенной смесью составов 1, 2 и 3, обладают более высокими механическими свойствами и графитизирующей способностью, чем при модифицировании их известной смесью оптимального состава (опыт 1).

Сопоставительный анализ затрат на модифицирование чугунов, графитизирующей способности и механических

свойств модифицированных высокопрочных чугунов после термической обра-, ботки показал, что при использовании предложенной модифицирующей смеси достигается экономический эффект от 7,8 до 16 руб. на тонну годного литья. При этом повышаются технологические свойства модифицированных чугунов (трещиностойкость, жидкотекуг честь и др.). Применение предложенной модифицирующей смеси позволяет улучшить модуль сдвига, механические свойства при одновременном сокращении продолжительности графитизирующего отжига.

30

35

5

0

5

Формула изобретения ,

Модифицирующая смесь для чугуна, содержащая борнуюокислоту, окись меди, Силикобарий, отличающая- с я тем, что, с, целью повышения тре- щиностойкости, относительного удлинения и модуля сдвига чугуиа путем повышения егографитизирующей способности, она дополнительно содержит нитриды бора, плавиковый шпат и карбонит- риды церия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Борная кислота 35-45 Силикобарий5-11

Окись меди10-17

Нитриды бора 2-1J

Плавиковый шпат 11-15 Карбонитриды церия 2-20

со

го r. 00

Изобретение относится к металлургии. Цель - повышение трещиностойкости, относительного удлинения и модуля сдвига чугуна. Модифицирующая смесь содержит, мас.%: борная кислота 35-45, окисль меди 10-17

силикобарий 5-11

нитриды бора 12-17, карбонитриды церия 2-20 и плавиковый шпат 11-15. 1 табл.

in

CN

- Г 1Л

m (Л п

О О О о о см

- -

in О vO

r r г.

чО n ON

М «ч М

1Л vO Ш

О

(П

Г Г О

о

v

тою

го .

II я

Е-40)

и К V К К

oimftocd-cNro

ю я с с; ж