Лигатура Советский патент 1982 года по МПК C22C35/00 

(54) ЛИГАТУРА

Изобретение относится к области чер ной металлургии и литейного производства, в частности к вопросу выплавки легирующе-моцифицируюших сплавов и их .использования цля внепечной обработки чугуна. Известна лигатура, содержащая нике молиб 1ен, хром, вольфрам, марганец, кремний, железо 1 J Однако мo ифицициpyющeгo действия указанная лигатура не оказьюает и способствует вьуяелению в чугуне структурно свободного цементита. Наиболее близкой по технической сущ ности и постигаемому эффекту к предлагаемой является лигатура сле 1ующего состава вес. %: Никель Молиб/1ен 0,1-10 Вольфрам Кремний Углероа ФосфорО, I- 10 ЖелезоОстальное Нецостатком известной лигатуры 5шляется то, что она имеет сравнительно высокую температуру плавления и цля повышения полноты усвоения требует перегрева обрабатьтаемого чугуна. Кроме того, она обладает слабым м ифицирующим действием и вследствие этого мало способствует улучшению микроструктуры чугуна, особенно улучшению формы и уменьшению графитовых включений. Все это приводит при ее использовании для обработки чугуна к малому повышению прочностных и антифрикционных его свойств. Цель изобретения - снижение температуры плавления лигатуры, улучшение и повышение его физико-механических свойств чугуна. Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержащая молибден, кремний, фосфор, хром, никель, углероп, железо, дополнительно содержит медь. аллюмиинй кальций и барий при слецукк шем соотношении компонентов, вес. %: Молиб/1ен1О,0-40,О KpQKfHHft8,О-25,О Фосфор0,1-8,5 Хром15,0-35,0 Никель5,0-ЗО,0 УглероцО,25.3,5 Меоь0,1-12,5 Алюмтшй0,1-4,5 КальцийО,05-5,О БарийО,О5-3,0 ЖелезоОстальное Ввод в состав сплава повышает прочностные свойства металлической матрицы чугуна и ее термостойкость. CyraeST венное его влияние проявляется при соцержании его в сплаве больше 1О%. При увеличении содержания молибцена больше 5О% наблюдается гфекращвние повышения аисперсности перлита и, в связи с этим не3Ha fтельное повьоиение физиксь-мехавических свойств гуна. Кремний является мооифширзгюшим и гфи опреоеленвом соаержании спосвбст&уа т значительному облегчению измельчения рассматриваемого сплава. Г% о ление моаи4й1цирукяцего действия кремния и облегчение арс имости сплава появляется гфи содержании кремния больше 8%. При увеличении содержания кремния больше 25% дальнейшее положительное влияние на модифицирование чугуна, улучшение его микроструктуры и повышение свойств проявляется слабо. Ввод в состав лигатуры меди обеспечивает снижение температуры ее штшзлевв и способствует перлитизацпи микроструктуры . Положительное влияние меда на микроструктуру и свойства чугуна начинает проявляться тфн ее содержании в сплаве в количествах боньше О,1%. увеличении содержания меди бодаоне 12,5 дат нейшего заметного улучшений микроструктуры и повышения свойств чугуна не наблюдается. Алюминий значительно снижает температуру плавления лигатуры. Кроме того, являясь си/шным моаифвкатором, алюминий при оптимальном содержания в спл ве способствует рачительному уяучше- нию микроструктуры чугуна. Влияние алю миния начинает прО5Я8Ляться его содержании в сплаве в количествах больше О,1%. При повышении содержания в сплаве алюминия больше 4,5% в чугуне появЛ51ЮТСЯ окисные пленки, которые снижают прочностные и анги(}рикционные свойства чугуна. Кальций является сильным модификатором, который улучшает форму и уменьшает размеры графитовых включений чугуна. Его оптимальное влияние проявляется при содержании 0,05-5,0%. При увеличении содержания кальция больше 5% он способствует образованию на поверхности кусксж лигатуры окисной пленки, замедляющей растворение сплава. Действие бария на микроструктуру и свойсгеа чугуна аналогично кальцию. Химический состав исследсжанных лигатур {фиведен в табл. I,Лигатуры с с обозначением I .и U способствуют известной с обозначением 1П- МП - предлагаемой литературе.). Иэ привеаенных данных следует, что предлагаемая лигатура имеет по сравнению с известной более низк)гю температурудпавленияи более полное усвоение. П р и м е р . В качестве исхошюго гуна используют чугун следующего химического состава, вес. % 3,41-3,4вуллерода; 1,,28 кремния; 0,,5бТ марганца; О,О8-0,О9 фосфора и О,04 серы . Плавку чугуна проводят в дуговой {электропечи ДСП-О 5. Температура чугуна в процессе выпуска и обработки лигатурами находят в пределах 138О th . Обработку чугуна производят двумя способами. В одном случае исходный чугун обрабатывают по 1% всех исследуемых лигатур, , а во втором случае делают поашихговку чугуна таким образом, чтобы при испольёсвании различных сплавов химический состав чугуна был примерно одинаковым. Влнание 1% ш1гатур различного состава на микроструктуру и свойства обрабатываемого исходного чугуна можно фослвдИ1Ъ по данным, представленным в табл. 2. Из данных табл. 2 видно, что испо)й)3ование лигатур предлагаемого состава позволяет у;чгчшить микроструктуру чугуна и повысить его физико-механичес:Кне свойства, особенно прочностные и Штвфрикиионные. В табл. 3 приведены данные по изменению химического составу микроструктуры и свойств чугуна при обработке исходного чугуна известным сплавом (состав с обозначением К) и сплавом предлагаемого состава (состав с обозначением V ,V( иУП). Во всех случаях для получения примерно одинаковых составов обработанного чугуна проводят подшкх- товку необходимым количеством ферросплавов или чистых металле.

Данные табл. 3 показывают, что ис- пользование преалагаемых лигатур позволяет ад счет комплексного использо.вшня легирующих и мооефицируюших элементов в оптимальных количествах

в оаном сплаве полушть более высокие фнзикб-механнческие свойства чугуна.

Г оееоенные исслеаования ооказыввюг, что по сравнению с использованием иэвестного использование лигатуры преалагаемого состава {юзволяет тмыскгь преоел при растяжении ва 1р ЗО%, преоел {фочвости при изгибе яа 12-2О%, сгрелзг прогиба на 5-в% . тверцостй на 15-4О еа. НВ. Овиоврвменно отмечается повышение ианососто когти чуГунов в среовем на 2О% и гвр мострйкости 1,2-1,8 раза.

. I Таблица

Формула изобретенияулучшения ее усвоения и повышения фиЛигатура, соцержащая молибцен, крем- зик -механических свойств чугуна, она

НИИ, фосфор, хром, никель, углероц, же-цополнительно содержит медь, алюминий,

лезо, отличающаяся тем, чтокальций и барий при слецуюшем соотнос целью снижения температуры плавления,щенки компонентов, вес, %:

ТаблицаЗ 11 9О70 МолибденIO,O-40,0 Кремний8,0-25,0 Ф м фор0,1-8,5 Хром15,О-35,О Никель5,0-30,05 УглероиО,25-3,5 Медь0,1-12,5 Алюминий0,1-4,5 Кальций0,О5-5,О 8О12 Барий 0.05-3,0 Железо О-тальн Источники информации. принятые о внимание при экспертизе 1. Авторское свиаетельство СССР Nf 475407, кл. С 22 С 35/00, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР N 558958, кл. С 22 С 35/00, 1977.