Модификатор Советский патент 1978 года по МПК C22C35/00 

1

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам, предназначенным для модифицирования чугуна.

Известен модификатор следуюш,его состава, вес. %: Магний 3-9 Кремний 30-45 Медь 20-30 Хром 0,5-18 Марганец 0,2-20 Железо Остальное 1

Однако в составе такого модификатора отсутствуют такие активные элементымодификаторы, как кальций, барий, редкоземельные элементы, которые обладают высокой модифицирующей, рафинирующей, десульфурирующей способностью, вызывающие образование правильной формы щаровидного графита, способствующие значительному повыщению физико-механических свойств чугуна, устраняющие отбел в отливках.

Целью изобретения является повышение физико-механических свойств чугуна, получение отливок с перлитной структурой и без отбела.

Это достигается тем, что предлагаемый модификатор дополнительно содержит элементы-модификаторы - кальций, барий, редкоземельные металлы и углерод - при

следующем соотнощении компонентов, вес. %:

Магний5-10

Кальций3-10

Барий3-10

Редкоземельные металлы1-5

Медь10-20

Марганец5-15

Хром1-15

Железо1-15

Углерод0,5-6,0

КремнийОстальное

Предлагаемый модификатор обеспечивает получение чугуна с перлитной структурой без отбела.

Составы предлагаемого модификатора, выплавленного в индукционной печи, приведены в табл. 1.

Модификаторы выплавляют путем расплавления силикокальция, ферросилиция, силикобария и дополнительного ввода в них магния, редкоземельных металлов, меди, ферромарганца, феррохрома, а при необходимости- кальция и бария. Науглероживание проводят графитовым боем и вводом в модификатор графитового порошка при разливке модификатора.

Проверка эффективности модификатора проводится на базовом составе чугуна, содержащем, вес. %: углерод 3,8; кремний

Т аб jiriu 1

1,4; марганец 0,4; хром 0,03; сера 0,06; фосфор 0,05; железо остальное.

Чугун выплавляют в индукционной печи емкостью 60 кг. Модифицирование проводят путем погружения моднфикатора па дно ковша. Температура чугуна при модифицировании находится в пределах 1400- 1420°С. Количество вводимого модификатора составляет 2% от веса жидкого чугуна.

Микроструктура чугуна в образцах 5, 10, 30, 60, 120 мм, модифицированных предлагаемым модификатором,- перлнтная с незначительным содержанием феррита до 1-3% без следов структурно-свободного цементита, графит правильной формы (ГФШ1, ГФШ2), в то время, как в структуре чугуна в таких же образцах, но модифицированных известным модификатором, имеются отдельные включения первично-свободных карбидов, а графит ухудшенной формы (ГфШЗ и ГФШ4). Процесс модифицирования предложенным модификатором проходит спокойно, без выплеска металла, с малым дымовыделением и малым пироэффектом, что важно с точки зрения техники безопасности для обслуживаюш,его персонала.

Для исследования структуры и механических свойств чугуна отливают трефовидные пробы и образцы диаметром 5, 10, 30, 60, 120 мм.

Механические свойства и структура чугуна, модифицированного составами предлагаемых (№№ 1-4) и известного ( № 5) модификаторов приведены в табл. 2.

Таблица 2

Применение предложенного модификатора показывает его эффективность но сравнению с применением известного модификатора при получении чугуна с повышенными механическими свойствами, с перлитной структурой без первично-свободных карбидов: предел прочности при растяжении повышается на 9 кг/мм, относительное удлинение - на 2%, ударная вязкость - на 0,7 кгм/см.

Формула изобретения

Модификатор, содержащий магний, медь, марганец, хром, железо, кремний, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств чугуна, он дополнительно содержит кальций, барий, редкозеМельные металлы и углеродпри следующем соотношении компонентов, вес. %:

Магний5-10

Кальций3-10

Барий3 10

Редкоземельные металлы1-5

Медь10-20

Марганец5-15

ХроМ1-15

Железо1-15

Углерод0,5-6,0

КремнийОстальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 444824, кл. С 22С 35/00, 1970.