Лигатура Советский патент 1990 года по МПК C22C35/00 

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

Цель изобретения - повышение износостойкости и прочности чугуна.

В лабрраторных условиях методом сплавления ферросплавов и металлических материалов получают опытные партии лигатур, содержащих редкоземельные металлы, углерод, кремний, алюминий, хром, никель, магний, иттрий, кальций, бор и железо (табл.1). В силитовой печи выполняют базовый чугун .состава, мас.%: углерод 3,4; кремний 1,0; марганец 0,58; фосфор: 0,06; сера 0,02; железо остальное, 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 1450+5°С сшштовую печь и после временной выдержки расплав выпускают в разогретый разливочный ковш

с предварительно загруженной лига- i турой. Расход предлагаемой лигатуры постоянен и составляет 2,5% от массы расплава. После очистки шлака и достижения температуры 1320+5 С заливают кокильные формы диаметром 20 мм и высотой 120 мм. Из полученных отливок вырезают образцы для металлографического анализа, определения по стандартным методикам пределов прочности при изгибе и растяжении и определения на машине СМЦ-2 износостойкости. Результаты испытаний приведены в табл.2.

При содержаниях-редкоземельных металлов менее 0,2% в структуре чугуна наряду с пластинчатой эвтектикой выделяется ледебурит, что приводит к снижению его свойств, а увеличение концентраций редкоземельных металлов . -свыше 0,25-0,3% приводит к выделению большого количества неметаллических включений, которые в значительной мере снижают износостойкость сплава. Предлагаемые в лигатуре соотноше(Л

с

ел

4

00 N9

4

315

ния хрома и никеля 15-20 и 35-45% соответственно обеспечивают получение в чугуне концентраций, уравновешивающих друг друга по карбидизи- рующему и графитиэирующему влиянию. Кроме того, именно при таких концентрациях указанных элементов продукты распада аустенита имеют наибольшую дисперсность. Изменение содержаний хрома и никеля в сторону меньших концентраций не позволяет достичь нужной степени дисперсности перлита, а увеличение их свыше верхних пределов не приводит к значительному росту свойств, хотя стоимость чугуна увеличивается значительно. Кремний и алюминий, являясь графитизирующи- ми элементами, нежелательны в составе лигатур для белых и половинчаты чугунов, но поскольку их наличие обусловлено технологией получения лигатур, то содержание их должно быт минимальным, чтобы вводимые в чугун их количества не превышали 0,3 и 0,1% соответственно.

Таким образом, зная усвояемость модифицирующих и легирующих элементов (редкоземельные металлы 50 - 60%, хром, никель и алюминий 92-98% и магний 30-50%), рассчитывают минимально возможные пределы расходов предлагаемой лигатуры, равные 1,5- 3,0% от массы расплава. Уменьшение или увеличение расхода лигатур по приведенным причинам не позволяет достичь поставленных целей.

Результаты проведенных исследований показывают, что предел прочности

5

24

0

5

0

5

1

чугунов, полученных с помощью лигатуры предлагаемого состава, воз- ростает в сравнении с чугунами, полученными при обработке известной лигатурой соответственно на 14 и 20,3%, а износостойкость повышается на 45,8%. Кроме того, значительно .(на 19,4%) увеличивается усвоение редкоземельных металлов из лигатуры предлагаемого состава, что позволяет снизить затраты на модифицирование. Усвоение хрома и никеля при исполь- .зовании для обработки чугунов предлагаемой лигатуры составляет 92-98%, а в случае использования ферроспла- BOB 70-81%, что позволяет снизить затраты на легирование.

Формула изобретения

Лигатура преимущественно для белых и половинчатых чугунов, содержащая редкоземельные металлы, углерод, кремний, алюминий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения износостойкости и прочности чугуна, она дополнительно содержит хром, никель и магний при следующем соотношении компонентов, мас.%: Редкоземельные металлы 15-20

Углерод 0,5-0,8 Кремний5-10

Алюминий 0,5-4,0 Хром15-20

Никель . 35-45 Магний0,5-1,0

ЖелезоОстальное

Таблица 1

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству лигатур для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов. Цель изобретения - повышение износостойкости и прочности чугуна. Лигатура дополнительно содержит хром, никель и магний при следующем соотношении компонентов, мас.%: РЗМ 15-20

C 0,5-0,8

SI 5-10

AI 0,5-4,0

CR 15-20

NI 35-45+ MG 0,5-1,0

FE остальное. 2 табл.

Остальное

Составитель О.Бекренева Редактор И.Дербак Техред Л. Сердюкова Корректор И.Эрдейи

Заказ 115

Тираж 484

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Таблица 2

Подписное