Модификатор

 

Изобретение относится к области литейного производства и используется преимущественно при обработке чугуна и стали, подвергаемых эмалированию. Цель изобретения - повьшение термостойкости эмалированного слоя. Предтлагаемьий модификатор содержит,мае.%: кальций 21-35, магний 0,1-5-, редкоземельные металлы 4-10, титан 6-10, теллур 0,01-0,1, железо 9-20, кремний - остальное. Дополнительный ввод титана и теллура в состав модификатора обеспечивает повышение термо- (Стойкости эмалируемого слоя в 1,5 - 2 раза. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) а)4С22С3500

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ (21) 4111909/31-02 (22) 18.06.86 (46) .30,04.88. Вюл. )(16 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) Ю.А.Дудник, С.Н.Примеров, Г.Н.Штыка и М.В.Волощенко (53) 669.13-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 541888, кл. С 22 С 35/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 727704, кл. С 22 С 35/00, 1977. (54) МОДИФИКАТОР (57) Изобретение относится к области литейного производства и используется преимущественно при обработке чугуна и стали, подвергаемых эмалированию.

Цель изобретения — повышение термостойкости эмалированного слоя. Пред лагаемый модификатор содержит,мас.X: кальций 21-35, магний О, 1-5, редкоземельные металлы 4-10, титан 6-10, теллур 0,01-0,1, железо 9-20, кремний — остальное. Дополнительный ввод титана и теллура в состав модифика тора обеспечивает повышение термо,стойкости змалируемого слоя в 1,5—

2 раза. 3 табл.

1,3921

Изобретение относится к литейному производству, в частности к обработке чугуна и стали для деталей, подвергаемых эмалированию.

Цель изобретения — повьппение термостойкости эмалевого покрытия чугунных и стальных отливок.

Предлагаемый модификатор сбдержит кальций, магний„ редкоземельные

10 металлы (РЗМ), кремний, железо, титан и теллур при следующем соотношении компонентов, мас ° 7.:

Кальций 21-35

Магний О, f-5

РЗМ 4-10

Титан 6-10

Теллур 0,01-0,1

Железо 9=20

Кремний Остальное

Предложенный состав модификатора

20 применительно к обработке чугуна содержит, наряду с элементами-сфероидизаторами графита — кальций, магний, РЗМ, элементы-десфероидпзаторы графи25 та — титан, теллур. Для обеспечения эмалируемости чугуна содержание каль:ция в предложенном модификаторе повы,шено до 21-35 мас.7., a доля магния снижена и составляет 0,1-5 мас.%. Со держание РЗМ уменьшено до 4-107.. При

30 содержании кальция свьппе 35 мас.% для нормального усвоения модификато ра необходим перегрев металла более. о ным энергозатратам, 1500 С, что приводит к дополнитель35

При содержании кальция ниже 217. вследствие повышения коэффициента линейного расширения (IGIP) металла и увеличения разницы между КЛР ме талла и КЛР эмали термосточкость эма евого покрытия заметно ухудшается. огда содержание магния превышает

5%j то при хорошей степени глобуляРизации графита одновременно наблюдается укрупнение графита и неметал- 45 пических включений, вследствие чего

КЛР чугуна повышается, а термостойКость эмалевого покрытия становится

Неудовлетворительной. При содержаНии магния менее 0,1 мас.% степень 50 глобуляризации графита заметно понижается, что ведет к понижению меХанических свойств чугуна. При содержании РМЗ менее 4% и более 107 КЛР металла повьппается, а степень сферо- 55

Идизации графита ухудшается,что снижает термостойкость эмалевого покрытия.

При введении в состав модификатора титана в пределах 6-107 КЛР металла понижается, термостойкость эмалевого покрытия улучшается. При содержании титана более 10 мас.7 форма графита заметно деглобуляризуется и укрупняется, а КЛР металла при этом еще более понижается, что приводит к появлению трещин в эмалевом покрытии. При содержании титана в модификаторе менее 6% его влияние на форму графита и КЛР металла и улучшение термостойкости эмалевого покрытия незначительно. При содержании теллура в пределах 0,01-0,1 мас.% термостойкость эмалевого покрытия на чугуне и стали наилучшая, так как КЛР металла несколько увеличивается и достигает оптимальных значений. Если содержание теллура вьппе 0,1 мас.7., то десфероидизирующее действие теллура в таком количестве уже не удается компенсировать избытком содержания элементов-сфероидизаторов (магния, кальция, РЗМ) и механические

0 свойства чугуна заметно ухудшаются.

При содержании теллура менее

0,01 мас.%, его влияние на термостойкость эмалевого покрытия незначительно. При содержании железа в пределах 9-20 мас ° % обеспечивается нормальная усвояемость модификатора.

При обработке стали модификатором предложенного состава, кальций, магний и РЗМ являются сфероидизаторами пеметаллических включений.При их введении улучшается также степень рафинирования стали от неметаллических включений, что способствует получению качественного эмалевого покрытия на стали — без пузырей и уко „оа, Магний, кальций, РЗМ, а также теллур относятся к поверхностно-активным веществам, способствующим повышению прочности сцепления стали с эмалевым покрытием.

Титан стабилизуер микроструктурУ стали за счет измельчения зерна и образования устойчивых соединений с углеродом, кислородом, азотом и водородом, не разлагающихся при температуре обжига эмали. Титан существенно понижает коэффициент линейного расширения (КЛР) эмалируемой стали, что снижает термические напряжения между сталью и эмалевым покрытием.

1392136

Содержание кальция, магния,РЗМ, титана и теллура ниже соответственно 21; 0,1; 4; 6 и 0,01 мас.Ж не оказывает заметного влияния на ве-, 5 личины КЛР металла и, следовательно, на степень эмалируемости стали.

Есть содержание кальция, магния, РЗМ выше соответственно 35; 5;

10 мас.7, то вследствие образования по границам зерен вторичных хрупких фаз механические свойства стали понижаются. При содержании теллура в модификаторе выше 0,1Х в микроструктуре стали образуется избыток неметаллических включений, что также способствует понижению механических свойств стали. При содержании титана в модификаторе более 107 в микроструктуре стали происходит укрупнение карбидов титана и расположение их по границам зерен, что вызывает снижение механических свойств стали, главным образом пластических, и способствует такому понижению КЛР ме6 о талла (до уровня 11,0 10 1/ С), что в эмалевом покрытии появляются трещины за счет увеличения разницы между КЛР металла и эмали.

Титан и теллур влияют противоположно на величины КЛР эмалевого металла: первый понижает, второй повышает КЛР металла — и одновременно способствуют стабилизации КЛР металла, без резких изменений их ве- . личин при наличии магния, кальция, 35

Р3М.

Пример. Модификатор получали в графитовом тигле индукционной печи типа ЛПЗ-67 емкостью 30 кг на шихте из силикокальция марок CK 15- 40

СКЗО, лигатуры ФСЗОРЗМЗО-ФСЗОРЗМ5, титановой губки или ферротитана марки Тив — теллура в виде порошка. Иихту расплавляли и доводили температуру до 1350-1400 С, затем в расплав íà 45 железной штанге вводили кусковой магний и перемешивали. Дешихтовку осуществляли путем дополнительного ввода металлического кальция также на штанге, как и магний, добавками

50 стальной дроби и ферросилиция. При этом более тяжелые металлы погружали на дно тигля, а более легкие вводили в расплав по ходу плавки. Разливку лигатуры производили ручным ковшом на55 железный швеллер. После остывания лигатуру извлекали и измельчали до необходимой фракции °

Сравнительные испытания модификаторов проводили на чугуне и стали с их последующим эмалированием (1

2 слоями грунтовой эмали, 2-3 слоями покровной эмали) на деталях арматуры (в виде золотников) и дальнейшее испытание эмалированных золотников на термостойкость сначала в стандартных, а затем в ужесточенных условиях, с проверкой их механических свойств и микроструктуры и определением КЛР на оптическом дилатометре с коэффициентом увеличения 5000-7000 (образцы диаметром 5+0, 1 мм, длиной 25+

+ 0,1 мм).

Исходные чугун и сталь выплавляли в индукционной печи МГП- 102 на базе чушковых чугунов марок Л2-Л4 и отходов среднеуглеродистой стали марок

ЗОЛ, 35Л. Модификатор дробили на куски размером 10-20 мм и помещали на дно 60 кг ковша в количестве 1,8 Kl для чугуна и 0,3 кг для стали.

Опытные составы опробованных модификаторов приведены в табл.1.

Результаты определения термостойкости эмалевого покрытия и КЛР на чугуне (см. табл.2) и стали (см.табл.З), модифицированных известным и предложенным модификатором, представлены в табл.2 и 3.

Из результатов испытаний следует, что термостойкость эмалевого покрытия на проэмалированных золотниках из чугуна и стали, модифицированных известным модификатором и модификаторами состава 7 и 8 с неоптимальным содержанием компонентов..

Таким образом, предложенный состав модификатора, содержащий дополнительно титан и теллур, имеет улучшенную эмалируемость, выражающуюся в повышении термостойкости эмалевого покрытия чугунных и стальных изделий.

Использование предложенного модификатора для модифицирования чугуна и стали позволяет увеличить срок службы эмалированных изделий в 1 5

2 раза.

Формула изобретения

Модификатор преимущественно. для эмалируемых отливок из чугуна и стали, содержащий кальций, магний, редкоземельные металлы, железо и кремний, отличающийся тем, 1392136 что, с целью повышения термостойко сти эмалевого покрытин,. он дополнительно содержит титан и теллур при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

Кальций

Магний

21-35

О, 1-5 ное

Таблица f

Элементы, мас.X

Состав

Желе- Кремзо ний

Ти тая Телур

Остальное 56

5,5

13,5

Осталь20 ное

0,1

0,1

0,01

0 05

1Г

0,03

6 7

0,08

8 9

11 11

0,2

0,05

0,005

3 5

Продолжение табл.2

1 остав

КЛР„. 1/С

-400 < 10

20 ермостойкэсTb осле 5 те:.алоэ;- б . мен от 25д

На 1-й теплосмене отколы эмали

f3 8 звестТ а блица 3

13,5

На 1-й теп; осмене отколы эмали

КЛР, 1/ С

-400" 10

20 ермостойкость осле 5 тепломен от 250 С

Предлаг àåìûé Без изменений

11,0

12 5

Известный

1 На 1-й тепло11,5

11,9 смене отколы эмали

11,8

Предлагаемый

2 Без изменений

На 1-й теплосмене трещины эмали

11,2

Известный

Предпагаг мый

Каль- Магний РЗМ ций

Та блица 2

Редкоземельные металлы

Титан

Теллур

Железо

Кремний

4-10

6-!О

0,01-0,1

9-20

Осталь1392136

Пр

12,6

7 На 2-й тепло11,0 смене трещины эмали

На 1-й тепло12 0

14,0 смене отколы эмали

11,7

Составитель А. Бармыков . Редактор Т.Лазоренко Техред М.Дидык Корректор В.Бутяга

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 1871/32 Тираж 594 Подписное

ВНИИПИ Государственного кзмитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Продолжение табл. 3