Модификатор Советский патент 1977 года по МПК C22C35/00 

1

Изобретение относится к металлургии литейного проидводства и может быть использовано при получении высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Известен модификатор для чугуна, содержащий, вес.%: металлический магний 3-5 графит 8-10; железо- остальное . Использование такого модификатора не обеспечивает стабильных результатов по получению в структуре чугуна перлитной основы из-за наличия свободного графита. Отливки имеют в структуре повышенное количество феррита и, следовательно, прочность и твердость И.Х. не достаточна.

Известен также модификатор для чугуна, включающий 0,5-9,0 вес.% магния; 6,0ЗО,0 вес.% кальция; 0,5-5,0 вес.% лития; 0,5-10,0 вес.% бария; кремний - остальное 2 . Данный сплав (лигатура) частично устраняет недостатки названного модификатора, однако Э(}х|)ект максимальной пер- литизации матрицы чугуна проявляется недостаточно полно. Кроме того, наличие кальция в чугуне с шаровидным графитом прводит к деградации шаровидного графита,

образованию смешанных зон пластинчатого и шаровидного графита.

С целью достижения эффекта максимальной перлитизации матрицы чугуна модификатор, содержащий магний и барий, дополнительно содержит медь и графит, а барий введен в виде его солей или окислов при следующем соотношении компонентов, вес,%:

Магний 15-45

Соли или

окислы бария О,5-1О

Графит 2-10

Медь Остальное.

Использование предложенного модификатора приводит к уменьшению количества феррита в структуре чугуна, измельчается эвтектическое зерно, увеличивается прочность и твердость чугуна, повышается износо- и ко(розионная стойкость отливок.

Для изготовления модификатора используют смесь компонентов вышеприведенного состава: стружки магния; солей или окислов бария, например Ва COj , аморфного графита; стружки меди. Из смеси компонентов в пресс-формах на прессах средней, мощности без нагрева и применения связуюжах материалов формуют брикеты, которые имеют достаточную прочность и не требуют дальнейшей обработки. Проведены опытно-промышленные плавки с модифнш1рованием чугуна присадкой предложенного состава. Модификатор (от 0,2 до 2,0% к весу жидкого металла) вводят н дно ковша.под футерованный с отверстиями кэлокал. Наличие медной основы брикетов значительно замедляет реакционную способность магния, снижает пироэффект реакции. Отливают арматуру трелевочного чокера и блоки трособлочных систем. Механические свойства чугуна опытных плавок в литом состоянии следуюшие:. Предел прочности, С в 55-65 кгс-мм Предел текучести,..СТ т 35-45 кгс/мм Удлинение при разырве О 3-6% Количество феррита в структуре составляет 2-1О% в зависимости от доли вводимой модифицирующей присадки. Эффективность применения разработанного модификатора объясняется следующим. Хотя медь влияет на графитизацию чухуна и это влияние оценивается как 1/3-1/5 гр фитизируюшего действия, например, кремния однако в отличие от кремния добавка меди приводит к уменьшению количества феррита в структуре чугуна и измельчает эвтектическое зерно и, следовательно, увеличивает прочность и твердость чугуна. Так добавка 1% меди увеличивает твердость чугуна на 15-35 НБ и прочность при растяжении на 2 2-4 КГС/ММ , добавка ii7o меди - соответственно на 30-45 НБ и 4,5-7,0 кгс/мм . Влияние меди на структуру чугуна проявляется в уменьшении количества феррита. В пробах диаметром ЗО мм добавка 0,2% меди обеспечивает получение преимуществен но перлитной (не более 2% феррита) струк- гурЫ| в то время как в образцах из исходного чугуна обнаруживается до 20-25% феррита. На образцах диаметром 50 мм перлитная структура выявляется при содержаНИИ в чугуне до 1% меди. При атом влияние меди на склонность чугуна к отбелу не обнаруживается. Для получения высокопрочного чугуна подготаешивают три смеси ингредиентов (модификатора), содержащие каждая, вес.%. магний 30, соли или окислы бария 5,25. Смеси отличаются друг от друга содержанием аморфного графита, равным в каждой смеси соотвественно 2,0; 5,0; 10,0 вес.%, а также содержанием меди, составляющей дополнительную до 100% часть в каждой смеси. Каждую смесь отдельно брикетами вводят в чугун в количестве 0,5% его массы Отливают образцы. В таблице приведены механические свойства чугуна, полученные на образцах ь том состоянии (каждое значение пробы лучено как среднее арифметическое не менее десяти измерений). из AaHHbLX таблицы , что величины механических характеристик, в том числе и максимальная перлитизация структуры чу1уна в литом состоянии, значительно превышают те же величины у обычного высокопрочного чугуна, полученного без введения модификатора предложенного состава. Причем твердость чугуна в литом состоянии при обработке модификатором на 70-140 единиц меньше вследствие совместного влияния графита и бария на понижение термодинамической устойчивости структурно-свободного карбида ( Те ;j С ). Оптимальная добавка аморфног-о графита находится в пределах 2,О-10,0 вес.% при содержании составляющей дополнительную до 100% част1, в каждой CNiecn, и при дальнейшем увеличони колячвства этих ингредиентов ча)акГ ристики (.:н:)йсгв чугуна нзменянэтся мало. 57 Фо рмупа изобретения Модификатор, содержащий магний и барий, отпичаюшийся тем, что, с целью увеличения эффекта перлитизаиии матрицы чугуна, он дополнительно содернсит медь и графит, а барий введен в вид его солей или окислов при следующем соотношении компонентов, вес.%: Магний15-45 Соли или окислы бария0,5-10 Графит 2-10 Медь Остальное. Источники информации, принятые во внийдие при экспертизе: 1.Авторское свидетепьство СССР № 461124. л. С 22 С 35/00, 1973. 2.АвгорскоесБидетепьсгвоСССР№ 274930 л. С 22 С 35/00. 1968.