Лигатура для чугуна Советский патент 1993 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к лигатурам для обработки чугу- нов, работающих при отрицательных температурах.

Цель изобретения - повышение технологических свойств чугуна при отрицательных температурах.

Лигатура для чугуна, содержащая никель, кремний, хром, медь, углерод, кобальт и железо, дополнительно содержит цирконий, цинк, висмут и нитриды лития при следующем соотношении компонентов, мас.%:

6-11

10-14

3-7

I-3 3-5 5-8

II-15 4-8 3-7 2-5

Остальное Дополнительное введение в состав лигатуры циркония обеспечивает повышение

Никель

Кремний

Хром.

Медь

Углерод

Кобальт

Цирконий

Цинк

Висмут

Нитриды лития

Железо

стабильности структуры и микролегирование матрицы, исключает образование междендритного графита и повышает технологические свойства при отрицательных температурах. При концентрации циркония до 11 % его микролегирующий эффект и технологические свойства чугуна при отрицательных температурах недостаточны, При увеличении содержания циркония более 15% повышается концентрация неметаллических включений по границам зерен и снижаются упруго-пластические свойства чугуна при отрицательных температурах.

Цинк (4-8%) и висмут (3-7%) оказывает отбеливающие влияние, модифицируют и измельчают структуру и способствуют повышению технологических свойств чугуна при отрицательных температурах. Верхние пределы их концентрации обусловлены их высоким угаром, снижением однородности структуры чугуна и стабильности технологических свойств при отрицательных температурах. При содержании цинка и висмута менее нижних пределов их модифицируюел

с

00

о

со

4 СЛ

ел

щий и отбеливающий эффекты недостаточны.

Дополнительное введение нитридов лития обусловлено их высоким модифицирующим эффектом, повышением стабильности изотропной структуры, удароустойчивости и предела выносливости при изгибе. Их влияние структуру и свойства начинает сказываться с концентрации 2%. При увеличении концентрации нитридов лития более 5% повышается их угар и снижается стабильность технологических свойств.

Кремний (10-14%) и углерод (3-5%) оказывают графитизирующее влияние и способствуют повышению технологических свойств чугуна. При содержании углерода и кремния менее нижних пределов графитизирующее влияние и технологические свойства чугуна недостаточны. При увеличении концентрации кремния и углерода выше верхних пределов укрупняется структура чугуна и снижаются упруго-пластические свойства при отрицательных температурах.

Никель повышает однородность структуры и стабильность упруго-пластических свойств при отрицательных температурах, поэтому его концентрация на верхнем пределе повышена до содержания 11%. Медь склонна к ликвации и снижает при концентрации более 3% технологические свойства при отрицательных температурах, поэтому ее верхний предел ограничен этим содержанием.

Хром легирует структуру и повышает механические и технологические свойства чугуна при отрицательных температурах. При концентрации хрома до 3% его легирующее влияние и технологические свойства при отрицательных температурах недостаточны. При концентрации хрома более 7% увеличивается содержание карбидов и снижаются упруго-пластические свойства.

Кобальт повышает однородность структуры и упруго-пластические свойства чугуна при отрицательных температурах, поэтому его содержание в лигатуре повышено до 5-8%. Верхний предел его содержания обусловлен снижением однородности структуры чугуна и предела выносливости при изгибе.

Пример. Для выплавки лигатуры используют никель НПЗ, силикоцирконий ФСЦр50(ТУ 14-5-83-77), феррохром ФХ800, медь МО (ГОСТ 895-78), древесный уголь и стальной лом. Плавки лигатур проводят в индукционных печах под слоем древесного угля. После раскисления расплава, перегретого до 1280±10°С, ферросилицием ФС75, проводят загрузку висмута Ви2, феррокобальта, нитридов лития и цинка. Раз5 ливку лигатур проводят в металлические формы.

Лигатуры вводят в чугун доэвтектиче- ского состава, содержащего, мае. %: углерод 2,3-2,6; кремний 1,1-1,2; марганец 0,2-0,3;

0 фосфор 0,04-0,05; азот 0,02-0,022; сера 0,05-0,06; хром до 0,05 и железо - остальное, выплавленного дуплекс-процессом вагранка-электропечь ДС-5. Температура плавки чугуна составляет 1480-1500°С, а

5 температура модифицирования при выпуске расплава в раздаточный ковш - 1410- 1430°С..

В табл.1 приведены составы лигатур; лигатуры вводят в количестве 0,35% от мас0 сы расплава; в табл. 2 - технологические и механические свойства лигатур.v Механические свойства чугунов определяют на стандартных образцах и технологических пробах после их отжига и

5 изотермической выдержки при температуре 370-400°С. Для определения ударной вязкости используют образцы 10x10x55 мм с полукруглым надрезом диаметром 2 мм, Как видно из данных таблиц, использо0 вание предлагаемой лигатуры для микролегирования чугуна доэвтектического состава обеспечивает существенное повышение технологических и механических свойств при отрицательных температурах.

5

Фор. мула.изобретен и я Лигатура для чугуна, содержащая никель, кремний, хром, медь, углерод, кобальт и железо, отличающаяся тем, что, с 0 целью повышения технологических свойств чугуна при отрицательных температурах, она дополнительно содержит цирконий, цинк, висмут и нитриды лития при следующем соотношении компонентов, мас.%: 5 никель6-11 кремний 10-14; хром 3-7; медь 1-3; . углерод 3-5; 0 кобальт 5-8; цирконий 11-15; цинк 4-8; висмут 3-7; нитриды лития 2-5; 5 железо остальное.

Таблица Т

Изобретение относится к металлургии. Лигатура для чугуна содержит, мас.%: никель 6-11, кремний 10-14, висмут 3-7, медь 1-3, углерод 3-5, кобальт 5-8, хром 3-7, цирконий 11-15, цинк 4-8, нитриды лития 2-5, железо - остальное. При температуре - 10-60°С ударная вязкость микролегированного этой лигатурой чугуна составляет 56-91 Дж/см2. 2 табл.

Таблица 2