Способ получения легированного чугунаС ВЕРМиКуляРНОй фОРМОй гРАфиТА Советский патент 1981 года по МПК C21C1/08 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГИРОВАННОГО ЧУГУНА С ВЕРМИКУЛЯРНОЙ ФОРМОЙ ГРАФИТА

I

Изобретение относится к литейному производству, преимущественно к способам получения легированных чугунов с вермикулярной формой графита.

Известен способ получения легированного чугуна с вермикулярной формой графита, включающий модифицирование исходного чугуна одновременно тремя элементами - магнием, титаном и РЗМ (церием), взятыми в строго определенном соотношении, а также вторичное модифицирование ферросилицием чтобы подавить образование в отливка структурносвободного цементита или ледебурита D .

Недостатком этого способа является сложность и .нестабильность процесса получения вермикулярной формы графита в чугуне, ввиду неравномерного титана и магния.

Известен также способ получения чугуна с вермикулярной формой графита путем модифицирования чугуна РЗМ (царлевый мишметапл) и вторичного модифицирования ферросилицием (feee дением графитизирующей присадйи) Г2.

Недостатком этого способа является то, что РЗМ в сочетании со вторичным модифицированием ферросилицием способствуют образованию в металлической основе чугуна значительного количества фвРРИта в литом состоянии. Наличие феррита в металлической, основе чугуна с вермикулярным графитом не обеспечиваетвысоких эксплуатационных свойств и, в частности, износостойкости, что существенно ограничивает область применения этого чугуна в машиностроении.

5

Цель изобретения - получение легированного чугуна с вермикулярной формой графита, обеспечивающего стабильное получение перлитной металлической основы, увеличение прочност0ных характеристик и износостойкости чугуна.

Для достижения поставленной цели исходньм расплав модифицируют РЗМ,

(содержащими иттрий, в количестве 0,160,30% от. массы обрабатываемого металла, после чего добавляют графитизирующую присадку, содержащую кремния, в количестве 0,10-0,30%.

Введение РЗМ, содержащих иттрий, обеспечивает стабильное получение вермикулярной формы графита и соответствующих теплофизических свойств чугуна. При введении РЗМ ниже указанкого предела в чугуне кристаллизуется пластинчатьй графит и соответственно резко падают показатели механических свойств. Большее, чем указанное, количество, вводимых РЗМ вызывает образование в структуре чугуна значи- ; тельного количества шаровидного графита, что неблагоприятно сказывается .на теплофизических (уменьшается теп; лопроводность) и технологических {повышается усадка)свойствах чугуна.

Наличие иттрия в РЗМ благоприятно сказывается на стабильности получения вермикулярной формы графита и механических характеристиках чугуна.

По предлагаемому способу используется графитизирующая присадка, содержащая ограниченное количество крем ния (1-20%, так как его большее содержание в ней приводит к образованию феррита в металлической основе чу.гуна. В качестве других графитизирующих элементов присадка может содер0,10 -Вермикулягный +10% шаровидного 90

0,15 100

2 3 0,30 90

П - перлит, Ф- феррит, Ц - цементит.

жать алюминий, барий, РЗМ, цирконий и другие элементы, обладающие графитизирующей способностью. Оптимальная величина такой присадки 0,12-0,15% от массы обрабатываемого чугуна. Введение присадки в количестве 0,10% и менее малоэффективно и в структуре чугуна наблюдается ледебурит или структурносвоёодный цементит, что повышает твердость и ухудшает обрабатываемость чугуна. Введение же в чугун 0,3% и более такой присадки способствует уже появлению феррита в металлической основе и соответственно ухудшению износостойкости чугуна.

Пример.В дуговой электропечи плавят легированный хромом, никелем, молибденом и медью чугун с содержанием серы 0,008%(согласно ТУ 24.6 .12.). Исходный райплав- в разливочном ковше рбрабатывают лигатурой, содержащей ,%: 30 РЗМ, в том числе 4-6 иттрия, 50 кремния, 5 алюминия и железа, из расчета ввода в чугун 0,18 РЗМ. После чего в чугуй добавляют графитизирующую присадку, содержащую 20% бария, 10% кремния, 12% РЗМ и алюминий, в количестве 0,10-0,30% от . массы жидкого металла.

Структура и свойства полученных чугунов приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

Таблица 1

10

10

5829681

Таблица 2 Способ обеспечивает получение ле- гированного чугуна с вермикулярной формой графита и полностью перлитной металлической основой. При этом возра тают прочностные характеристики( в 1,2-1,5 раза/ и повьппается износостой кость чугуна. Применение такого материала для цилиндровых втулок дизельных двигателей существенно повысит их работоспособность и срок службы.

Формула изобретения Способ получения легированного чугуна с вермикулярной формой графита, включающий модифицирование исходного расплава РЗМ и последующее введение ; графитизирующей присадки, отличающийся тем, что, с целью стабильного получения перлитной металлической основы, увеличения прочностных характеристик и износостойкости чугуна, модифицирование исход- ного расплава производят РЗМ, содержащими иттрий, в количестве 0,16-0,30% от массы обрабатываемого металла, а графитизирующую присадку, в которой содержание кремния составляет 20%i вводят в количестве О,10-0,30%. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3421886, кл. 75-123, 1970. 2.Патент Австрии № 290592, кл. 18 b 24/20, 1972.