Способ обработки жидких железоуглеродистых сплавов Советский патент 1990 года по МПК C21C1/08 

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к изысканию способов получения чугунов со специальными свойствами.

Цель изобретения - повышение термостойкости сплавов при высоком уровне износостойкости, прочности и сопротивления образованию задиров, а также утилизация отходов.

Сущность способа заключается в использовании для обработки жидких железоуглеродистых сплавов отходов сверхпроводящих материалов, содержащих ниобий, олово и медь. Применение ниобия вместо ванадия обеспечивает получение более термостойких и плотных равномерно распределенных специальных карбидов ниобия, обработкой в комплексе с оловом и

медью обеспечивающих получение необходимой структуры матрицы, гарантирует высокую термостойкость сплава при достаточном уровне износостойкости, сопротивления образованию задиров и прочности.

Серией лабораторных исследований установили, что для получения необходимого высокого уровня физико-механических и специальных свойств нужно иметь в сплаве, мас.%: углерод 2,8 ... 3,1; кремний 2,8-3,5; марганец 0,5 ... 1.0; медь 1,0 ... 1,5; хром 0,3 ... 0,6; ниобий 0,3 ... 0,5; олово 0,20 ... 0,35; железо остальное.

Исходя из этого для достижения поставленной цели содержание олова, ниобия и меди в отходах сверхпроводящих материалов должно находиться в соотношении

сл

VI

о

vj СО

1:(1,4 .... 1,5):(4,3 ... 5) соответственно, т.е. этим требованиям удовлетворяют отходы, содержащие, мас.%: олово 10 ... 15, ниобий 15... 20, медь остальное. Все другие соотношения легирующих компонентов (олова, ниобия, меди) в отходах сверхпроводящих материалов не обеспечат получения необходимых их концентраций в сплаве.

С учетом коэффициента усвоения (0,90 ... 0,98) расход отходов должен находиться в интервале 1,6 .. 2,5%. При расходе отходов сверхпроводящих материалов менее 1,5% от массы расплава уровень необходимых концентраций элементов (олова, ниобия, меди) не достигается и как следствие уровень комплекса свойств недостаточный. При расходе свыше 2,5% в расплаве усваивается легирующих компонентов более оп- тимальных количеств. К дальнейшему увеличению свойств это не приводит, а даже, наоборот, вызывает некоторое погруб- ление структуры и увеличение стоимости сплава.

П р и м е р. В силитовой печи выплавляют чугун, который после достижения необходимых температур и доводки по химическому составу обрабатывают отходами сверхпроводящих материалов и после термовременной выдержки для усвоения компонентов отходов охлаждают до 1400°С и заливают образцы высотой 120 и диаметром 50 мм.

Чугун по прототипу обрабатывают ферросплавами по указанной технологии.

Из полученных отливок вырезают образцы для металлографического анализа, определения термостойкости, износостой0

5

0

5

0

5

кости, сопротивления образованию зади- ров, прочности. Результаты испытаний приведены в таблице.

Результаты проведенных исследований показывают, что при высоком уровне прочности ( МПа), износостойкости и сопротивлении образованию задиров термостойкость сплава, полученного по предлагаемому способу с использованием для обработки отходов сверхпроводящих материалов, выше чем у сплава по прототипу на 60%.

Кроме того, с использованием отходов сверхпроводящих материалов решается проблема утилизации, позволяющая создать практически безотходную технологию в специальном производстве.

Использование изобретения позволяет повысить стойкость отливок на 25 ... 35%.

Формула изобретения Способ обработки жидких железоуглеродистых сплавов, включающий расплавление шихты, перегрев расплава, ввод в печь легирующих добавок, выпуск расплава в ковш, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости сплавов при высоком уровне износостойкости, прочности и сопротивления образованию задиров, а также утилизации отходов, в качестве легирующей добавки используют отходы сверхпроводящих материалов в количестве 1,6-2,5% от массы расплава, содержащие, мас.%:

Ниобий15-20

Олово10-15

МедьОстальное

Продолжение таблицы

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, предназначено для получения чугунов со специальными свойствами. Целью изобретения является повышение термостойкости сплавов при высоком уровне износостойкости, прочности и сопротивления образованию задиров, а также утилизации отходов. Цель достигается тем, что при обработке жидких железоуглеродистых сплавов, включающей расплавление шихты, перегрев расплава, обработку его в печи легирующей добавкой и выруск в ковш, в качестве легирующей добавки вводят смесь состава, мас.%: ниобий 15...20

олово 10...15

медь остальное, из отходов сверхпроводящих материалов в количестве 1,6...2,5% от массы расплава. В результате усвояемость легирующих увеличивается на 10-15%. 1 табл.

Примечание: Плавка 1 -сплав с содержанием элементов ниже рекомендованных пределов; плавки 2 ... 4 - сплавы предложенных составов, плавка 5 - сплав с содержанием элементов выше рекомендованных пределов.