Лигатура для получения чугуна с вермикулярной формой графита Советский патент 1990 года по МПК C22C35/00 

1

(2) 4440800/31-02 (22) 14,06.88 (4ь) 07.03.90. Бюл. № 9 (7О Днепропетровский металлургический институт

(72) Е.В. Колотило, Н.П. Котешов, И.И. Ануфриев, С.А. Крамаренко, Л.Х. Иванова, Ж.И. Резбах, В.И. Мих- невич и Н.М. Савченко (53) 669.15-198 (088.8) (56) Высококачественные чугуны для отливок./Под ред. Н.Н. Александрова, - М.: Машиностроение, 1982, е. 190-191.

(54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ВЕРМИКУЛЯРНОЙ ФОРМОЙ ГРАФИТА (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к производству лигатур для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов. Цель изобретения - повышение теплопроводности, износу и термостойкости чугуна. Лигатура дополнительно содержит титан и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: редкоземельные металлы 10-15; кремний 10-15; титан 30-40; медь 30-40; алюминий 3-5; железо остальное. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству лигатур для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов. Цель изобретения - повышение теплопроводности, износо- и термостойкости чугуна. Лигатура дополнительно содержит титан и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: редкоземельные металлы 10...15

кремний 10...15

титан 30...40

медь 30...40

алюминий 3...5

железо остальное. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству лигатур для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов.

Цель изобретения - повышение теплопроводности, износо- и термостойкости чугуна.

Гример. В лабораторных условиях получают опытные партии лигатур, содержащих редкоземельные металлы, кремний, титан, медь, алюминий, магний и железо (табл.1).

б лабораторных условиях выплавляют базовый чугун, из которого отливают цилиндрические образцы диаметром 20 мм. В дальнейшем при исследовании модифицирующего и легирующего влияния лигатур навески базового чугуна в кварцевых тиглях загружают в разогретую до силитовую печь и после временной выдержки расплав выпускают в разогретый разливочный ковш

с предварительно загруженной лигатурой. Расход предлагаемой лигатуры постоянен и составляет 1,4% от массы расплава. После счистки шлака и достижения температуры заливают кокильные формы диаметром 20 мм и высотой 120 мм. Из полученных отливок вырезают образцы для металлографических исследований, определения по стандартным методикам пределов прочности при растяжении термостойкости, теплопроводности и определения на машине износостойкости. Результаты испытаний приведены в табл.2.

Результаты исследований показывают, что обработка валковых расплавов лигатурой предлагаемого состава позволяет достигнуть поставленных целей: стабильно получают чугун с перлитной матрицей и вермикулярными графитными включениями, в то время как при обработке известной лигату(Л

%

00

1C

СО О

рой чугун без феррита в матрице получить не удается. Износостойкость чугуна, полученного обработкой предлагаемой лигатурой, выше на 52,2%, а термостойкость на v 7% при равной теплопроводности. В сравнении с половинчатыми чугунами с шаровидными включениями графита теплопроводность и термостойкость выше на 34,5 и 4% соответственно.

При разработке состава лигатуры исходят из следующего. Совместная обработка расплавов редкоземельными и антисфероидизирующими элементами расширяет область образования графитных включений вермикулярной формы. Поэтому, на серии лабораторных плавок устанавливают для скорости охлаждения 5,5 град/с оптимальные содержания редкоземельных металлов, обеспечивающие получение графитных включений вермикулярной формы, это интервал концентраций РЗМ, равной 0,045-0,125%. На следующем этапе эксперимента иссле дуют совместное влияние обработки редкоземельными металлами и титаном: при содержаниях титана 0,3-0,5% область стабильного образования вермикуляр- ных графитных включений, расширяется до 0,004-0,156% и при этом повышается уровень прочностных свойств.

Однако в структуре чугуна присутствует феррит, снижающий его специальные свойства. На серии плавок при постоянных оптимальных концентрациях редкоземельных металлов и титана устанавливают концентрации меди, обеспечивающие подавление выделения феррита в структуре чугуна - это 0,3-0,5%. При концентрациях ЈРЗМ свыше 0,156% выделяются графитные включения шаровидной формы, а при Ј РЗМ 0,2% и выше выделение графитных включений полностью подавляется. Ввод титана и меди свыше 0,5% не вызывает значительных увеличений показателей исследованных свойств и не расширяет зону образования графитных включений вермикулярной формы, а снижение их концентрации ниже 0,3% вызывает снижение прочностных характеристик и суже- ние зоны существования вермикулярных графитных включений.

Таким образом, обработка предлагаемой лигатурой должна обеспечить в чугуне следующие содержания элементов, мас.%: редкоземельные металлы 0, 04- 0,156; титан Q,3-0,5; медь 0,3-0,5. Зная эти соотношения элементов и их усвояемость, рассчитывают минимально возможные пределы расходов лигатуры равные 1,1-1,7% от массы расплава.

Формула изобретения

Лигатура для получения чугуна с вермикулярной формой графита, содержащая редкоземельные металлы, кремний, алюминий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повы- шения теплопроводности, износо- и термостойкости чугуна, она дополнительно содержит титан и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Редкоз емельные металлы10-15

Кремний10-15

Алюминий3-5

Титан30-40

Медь30-40

Железо0,5-2,0

Структура графит В - вермюсулярный, И - пластинчатой, Ш - иаровидный, при этэм в скобках дано процент - количество пластинчатого графита от доли вермнхуяяркого.

Таблица 1