Брикет для модифицирования чугуна

 

Изобретение относится к металлургии ,в частности, к составам модификаторов высокопрочного чугуна. Цель изобретения - повышение механических свойств, вязкости разрушения и трещиностойкости чугуна. Брикет для модифицирования чугуна содержит силикобарий, железо-кремний-магний-кальцевую (ЖКМК) лигатуру, стальную дробь, силикомарганец, бориды никеля, медную стружку и нитриды алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: силикобарий 7-16

лигатура ЖКМК 26-55

силикомарганец 13-17

бориды никеля 3-16

медная стружка 3-12

стальная дробь 2-3

нитриды алюминия 2-20. Дополнительный ввод в состав брикета силикомарганца, боридов никеля, медной стружки и нитридов алюминия способствует существенному (в 1,5-2 раза) повышению механических свойств и вязкости разрушения чугуна, а также снижению его склонности к формированию трещин в отливках за счет повышения однородности и дисперсности структуры, улучшения формы графита. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) А1 (б()4 С 22 С 1 08 35 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

7-16

Силикобарий

Железо-кремний-магнийкальциевая

26-55

13-17

3-16

3-12 лигатура

Силикомарглнец

Бориды никеля

Стружка меди

Нитриды алю2-20 ми ни я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4381592/31-02 (22) 10.07.87 (46) 07.07.89. Бюл. Ф 25 (71) Гомельский политехнический институт (72) M.È.Êàðïåíêo (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 1002362, кл . С 21 С 1/08, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1109442, кл . С 21 С 1/08, 1984, (54) БРИКЕТ ДЛЯ ИОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к метл.-(лургии, в частности к coci авам модификаторов высокопрочного чугуна.

Цель изобретения — повышение механических свойств, вязкости разрушения и трещиностойкости чугуна. Брикет

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству модификатора высокопрочного чугуна.

Цель изобретения — повышение механических свойств, вязкости разрушения и трещиностойкости чугуна.

Брикет для модифицирования чугуна, содержащий силикоблрий, железокремний-магний-кальциевую лигатуру и стальную дробь, дсполнительно содержит силикомарганец, борилы ник»вЂ” ля стружку меди и нитриды алюминия при следующем с и тношении компонентов, мас. 1:

2 для модифицирования чугуна содержит силикобарий, железо-кремний-магнийкальциевую (ЖКМК) лигатуру, стальную дробь, силикомарганец, бориды никеля, медную стружку и нитриды алюминия при следующем соотношении компонентов, мзс.X: силикобарий 7-16 лигатура ЖКИК 26-55; силикомарганец

13-17; бориды никеля 3-16; медная стружка 3-12; стальная дробь 2-3, нитриды алюминия 2-20. Дополнительный ввод в состав брикета силикомарганца, боридов никеля, медной стружки и нитридов алюминия способствует существенному (в 1,5-2 раза) повышению механических своистн и вязкости разрушения чугуна, а также снижению его склонности к формированию трещин в отливках за счет повышения однородности и дисперсности структуры, улучшения формы графита. 1 табл.

Стальная дробь 2-8

Дополнительный ввод H состав бри— кета силикомлр ганца повьшгас т олн<р

l i91900

25 нам.

55 ность структуры, что способ тнуе" повы.тн сю упругопластических свойств ччгуна. При концентрации силикомарганц» до 13 мас.7, однородность с.труктуры и стабильность упругопластических свойств недостаточны. При концентрации силикомарганца более

17 м»с.7. снижаются технологические свойства, возрастает продолжительность растворения и усвоения брикета в чугуне, снижаются степень сфероидизации и его механические свойстна.

Стружка меди улучшает способность к брикетированию компонентов, IIOI.blшает графитизирующую и модифицирующую способности брикета, измельчает графит н структуре и повышает механические свойства чугуна. Нижний предел ее содержания (3 мас.7) обусловлен ее влиянием на повышение пластических свойств чугуна при удовлетворительной способности к брикетированию, а при концентрации ее более

12 мас.7. чсиливается ликвация и снижается однородность структуры и механических свойств, значительно повышается склонность отливок к трещиБориды никеля понышают дисперсность структуры, снижают склонность к трещинам чугуна и повышают его механические свойства. Верхний предел содержания боридов никеля в брикете ограничен концентрацией (16 мас.7), выше которой отмечается увеличение продолжительности растворения и усвоения компонентов в чугуне и снижение однородности структуры и механических свойств чугуна н отливках.

При концентрации их до 3 мас.7. увеличивается угар компонентов брикета и снижение стабильности механических свойств °

Нитриды алюминия н чугуне служат дополнительными центрами графитизации, повышающими дисперсность чугуна и его пластические свойства. При их концентрации в брикете до 2 мас . 7 количество графитных включений в структуре низкое, а механические свойства нестабильны, а при концентрации нитридов более 20 мас.7. они располагаются н виде неметаллических включений по границам зерен, повышают хрупкость и снижают относительное удлинение чугуна.

Присадки силикобария и лигатуры

ЖКМК являются основными сфероидизирующими компонентами брикета, обеспечивающими повышение степени сфероидизации графита и механических свойстн чугуна. При концентрации лигатуры ЖКМК более 55 мас.7, и силикобария более 16 мас.7. снижается однородность структуры и стабильность механических свойств чугуна, а при концентрации лигатур ЖКМК до 26 мас.7.

I и силикобария до 7 мас.7. их сфероидизирующий эффект низкий, что приводит к снижению механических, особенно пластическик свойств чугуна.

Стальная дробь в количестве более 8 мас,7. заметно снижает температуру расплава, количество графитовых включений н структуре чугуна и стабильность свойств, а при концентрации ее н брикете до 2 мас.7 укрупняется зерно в отливках, снижается циклическая трещиностойкость и механические свойства чугуна.

Технологический процесс изготовления брикета для модифицирования чугуна включает операции измельчения исходных материалов в шаровой мельнице с диаметром барабана 600 мм, н который вместе с ними загружают размалывающие стальные шары, механического перемешинания и последующего уплотнения полученных смесей и пресс †форм на установках одностороннего холодного прессования при удельном давлении 15-20 МПа. Дозировку смеси в пресс-форму осуществляют по массе. Частицы измельченной смеси, полученной н шаровой мельнице, имеют нид неправильных многогранников, лепестков и завитков с размерами частиц 0,1-0,6 мм.

Исходные материачы для брикета: лигаlypa ЖКМК-1, силикомарганец

СМн -I7, стружка меди М1, нитриды алюминия АЧ-2Н, силикобарий С60Ба

27, бориды никеля и стальная дробь

4 0,5 мм. В мельницу сначала загружают силикомарганец, стальную дробь, бориды никеля и стружку меди, а после их измельчения до фракции менее

1 мм вводят остальные компоненты, перемешивая до получения однородной массы, Опытные плавки чугунов проведены в открытых индукционных печах с использованием чугунного и cTBJlhHoI o лома, литейных чугунов, карбюрпза5 1 тора и ферросплавов. Выпуск чугуна в барабанный литейный ковш производят при 1420-1500 С. На дно подогретого ковша присаживают брикеты для модифицирования чугуна. Ковшевую обработку чугунов, содержащих, мас.X: углерод 2.9-3,1; кремний 1,7-1,9, марганец 0,3-0,5, хром до 0,06; никель до 0,1; сера до 0,06; фосфор

0.05-0, 17; железо — остальное, производят : брикетами в количестве

0,257 от массы заливаемого расплава.

Заливку чугуна в песчано-глинистые формы для получения образцов производят после выдержки расплава в ковше в течение 45-80с.

В таблице приведены составы брикетов для модифицирования чугуна опытных плавок, а также свойства модифицированных чугунов в отливках и их трещиностойкость. Механические свойства определяют на стандартных образцах. Для испытания на циклическую трещиностойкость используют пластичные образцы толщиной 3 мм и шириной 300 мм с центральным сквозным надрезом ° Образцы подвергают пульсирующему растяжению с частотой 10 Гц и коэффициентом асимметрии цикла 0.1. Длину трещины фиксируют с помощью катометра КИ-8. Ис491900

Ф о р м ул а и з о б р е т е и и я

Брикет для модифицирования чугуна, содержащий силикобарий, железокремний-магний-кальциевую лигатуру и стальную дробь, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения механических свойств, вязкости разрушения и трещиностойкости чугуна, он дополнительно содержит силикомарганец, бориды никеля, стружку меди и нитриды алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. :

Силикобарий 7-16

Железо-кремний-магний25 кальциевая лигатура

Силикомар-. ганец

Бориды никеля

Стружка меди

Нитриды алюминия

Стальная дробь

26-55

13-17

3-16

3-12

2-20

2-8 пытания проводят до разрушения образца.

Как видно иэ таблицы, йредлагае5 мый брикет для модифицирования обес. печивает более высокие механические свойства чугуна в отливках и меньшуш склонность к трещинообразованию.

1491900

1 о а

0

f»

v> о х

М

О о х

g

ФЧ

Ф1 Х л

О л л л л о с»1 с 1 л л

Ю с 3

Э О л л о л л

4J х х п3 х

;т, Ci

1"

О о х о

М о л

В о

f» х

I о

Ф л- 00 ф а

Ф

t( о о

)х х а

< О

I с 1

f о Й

QJ à

m x ф

ftj

U о о

I х о х

1 о х х

1 х о л а х 1

Ф 1 х K ю 1

P. tk Ц л On <

OO W W M ф сч OOOOO 1

ФФфФф а ффо0 Лл

-сч 1 л л О - сч с«) с«) с»1

1!

1 с»! - cG л л л лспо с а Ф ОС>лa о л ф - а

Фсч 1

o0 rv O сч

Я г. (» >х

«С х, сч — о —— — сч см

I W 00 сЧ сч Ф

» с«) ) О с4 л

I

1 л ел ООсч I л л -- сч о с! I о eолл о

С 4 1- л ñï å å å