Модификатор для получения высокопрочного чугуна Советский патент 1991 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к лигатурам-модификаторам для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Цель изобретения - улучшение дроби- мости, снижение температуры плавления модификатора, а также снижение твердости чугуна и повышение его пластичности.

Цель достигается тем, что модификатор, содержащий магний, редкоземельные металлы и алюминий, содержит компоненты в следующем соотношении, мас,%: магний 25-80; редкоземельные металлы 1-15; алюминий - остальное.

При содержании магния менее 25% и более 80% модификатор плохо дробитс я на фракции, необходимые для дозировки при модифицировании чугуна и достаточно высокого усвоения составляющих модификатора. Магний в сочетании с алюминием в

выбранных пределах обеспечивает хорошую дробимость модификатора и наиболее низкую температуру его плавления (450°С), что является положительным фактором при обработке жидких чугунов с низкими температурами

Содержание редкоземельных металлов менее 1% не обеспечивает нейтрализацию алюминия как элемента антиглобулизаюра при модифицировании чугуна, что вызывает получение пластинчатого графита и снижение механических свойств чугуна. Содержание редкоземельных металлов в модификаторе выше 15% вызывает стабилизацию перлиту и появление цементита в структуре высокопрочного чугуна что снижает пластичность, повышает твердость и ухудшает механическую обработку чугуна.

Апюминий в указанных пределах способствует получению легкоплавкого модиСО

с

о о

Os

ел ел XI

фикатора и при вводе в чугун действует в качестве графитизирующего элемента.

Для экспериментальной проверки предлагаемого состава и проведения сравнительного анализа с известным модификатором были подготовлены восемь составов модификатора, три из которых соответствовали известному, три - предлагаемому составам и два - с выходящими за рамки интервала, указанного в предлагаемом составе.

Модификатор выплавляли в графитовых тиглях, которые устанавливались в рабочее пространство электропечи сопротивления СНЗ-3 х 8 х 2/10. В качестве шихтовых материалов использовали технически чистые алюминий и магний, а также мишметалл (сплав РЗМ). Полученный модификатор дробили на фракции 2-10 мм.

Чугун состава: углерод 3,2-3,4; кремний 2,0-2,2; марганец 0,3-0,5, сера 0,02; фосфор 0,05 выплавляли в индукционной печи ИСТ-0,16 с кварцитовой футеровкой. Высокопрочный чугун получали методом внутри- форменного модифицирования. Чугун перед заливкой в формы обрабатывали ферросилицием ФС-75 в количестве до 1 % от веса жидкого металла. Расход модификатора при внутриформенном модифицировании был постоянным во всех опытах - 0,2% от веса заливаемого в форму чугуна. Температура чугуна при заливке находилась в пределах 1300-1360°С. Из готовой отливки вырезали образцы для определения твердости, предела прочности на разрыв и относительного удлинения, а также образцы для микроструктурного анализа.

Результаты испытаний и анализы образцов модификатора и чугуна представлены в таблице.

Из таблицы следует, что предлагаемый модификатор (составы 4-6) для получения

высокопрочного чугуна имеет значительно более низкие температуры плавления (435- 455°С) и пределы разрушения на сжатие (2,0-18 кг/мм ), что соответственно обеспечивает лучшее его усвоение при обработке низкотемпературных жидких чугунов и дро- бимсоть на фракции. Наличие ферритной основы в структуре чугуна, обработанного модификатором предлагаемого состава, без

структурно-свободного цемента и ледебурита обеспечивает существенное повышение механических свойств - относительное удлинение до 16-18% при прочности на разрыв 40-42 кг/мм2 и твердости 160-170 НВ,

что позволяетулучшить механическую обрабатываемость чугуна.

Использование предлагаемого изобретения позволит снизить энергозатраты и трудозатраты при производстве лигатуры,

значительно уменьшить расход лигатуры при модифицировании, уменьшить энергетические расходы и футеровочные материалы при плавке чугуна за счет меньшей температуры жидкого чугуна, необходимой

при модифицировании, а также уменьшить расход инструмента при механической обработке отливок и повысить физико-мехяни- ческие свойства обрабатываемого чугуна.

30

Формула изобретения

Модификатор для получения высокопрочного чугуна, содержащий магний, редкоземельные металлы и алюминий, о т л ичающийся тем, что, с целью улучшения дробимости, снижения температуры плавления модификатора, а также снижения твердости и повышения пластичности чугуна, он содержит компоненты в следующем

соотношении, мас.%: магний 25-80; редкоземельные металлы 1-15; алюминий - остальное

длагаемый

25,0 50,0 80,0

15,0 6,0

1,0

Остальное Остальное Остальное

1Б,0

2,0

16,0

16,0 16,0 16,0

1)00

«о

1(20

«5 «О «5

Изобретение относится к линейному производству и может найти применение для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Цель изобретения - улучшения дробимости, снижение температуры плавления модификатора, а также снижение твердости чугуна и повышения его пластичности. Модификатор содержит, мае %: магний 25-80; РЗМ 1-15; алюминий - остальное. Повышенное содержание магния в предлагаемом модификаторе обеспечивает низкую температуру его плавления (t - 435-455°С). 1 табл