Модифицирующая смесь для чугуна

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам модифицирующих смесей для получения износостойких чугунов. Цель изобретения - повышение механических свойств, трещиностойкости и фрикционной износостойкости чугуна. Модифицирующая смесь содержит, мас.%: магний 7-16, графит 8-17, силикомишметалл 2-25, нитриды ванадия 21-31

карбонитриды ниобия 10-32 и ферросилиций 2-29. Дополнительный ввод в состав смеси нитридов ванадия и карбонитридов ниобия приводит к повышению на 15-25% фрикционной износостойкости, механических свойств чугуна, существенно снижает склонность отливок к трещинам. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) )1)) (51) 4 С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21)-4262690/31-02 (22) 15.06.87 (46) 23.10.89. Бюл.9 39 (71) Гомельский политехнический институт (72) М.И.Карпенко, Ю.Г.Митрошкин, Я.С.Резник и Д.Н.Каржов (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1081212, кл. С 21 С 1/10, 1988.

Авторское свидетельство СССР Р 973654, кл. С 22 С 35/00, 1982. (54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ CMECb ДЛЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам

Изобретение относится к металлургии, в частности к порошковым модификаторам и модифицирующим смесям, используемым при производстве износостойких чугунов.

Цель изобретения — повышение механических свойств, трещиностойкости, с фрикционной износостойкости чугуна в отливках.

Модифицирующая смесь, содержащая магний, графит, силикомишметалл и ферросилиций, дополнительно содержит нитриды ванадия и карбонитриды ниобия при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

Магний 7-16

Графит 8-17

Силикомишметалл 2-25

Нитриды ванадия 21-31

2 модифицирующих смесей для получения износостойких чугунов. Цель изобретения — повышение механических свойств, трещиностойкости и фрикционний износостойкости чугуна. Модифицирующая смесь содержит, мас.Ж: магний 7-16, графит 8-17, силикомишметалл 2-25, нитриды ванадия 21 31; карбонитриды ниобия 10-32 и ферросилиций 2-29 ° Дополнительный ввод в состав смеси нитридов ванадия и карбонитридов ниобия приводит к повышению на

15-253 фрикционной износостойкости, механических свойств чугуна, существенно снижает склонность отливок к трещинам. 2 табл.

Карбонитриды ниобия 10-32

Ферросилиций 2-29

Дополнительное введение карбонитридов ниобия увеличивает модифицирующую способность смеси, повышает трещиностойкость и жидкотекучесть чугуна и фрикционные свойства. При концентрации карбонитридов ниобия до

107 литейные и фрикционные свойства модифицированного чугуна недостаточны, а при увеличении содержания карбонитридов ниобия более 327 снижается стабильность процесса модифицирования, технологических и фрикционных свойств.

Нитриды ванадия введены как эффективные модифицирующие добавки в составе смеси, снижающие трещиностойкость, остаточные термически» напря1516501 жения и повьш ающие фрикционные свой1 ства, Их концентрация ограничена содержанием 317, выше которого снижается жидкотекучесть, фрикционные и

„5 пластические свойства чугуна, а нижний предел (217) обусловлен высокими характеристиками остаточных напряже ний и склонностью к трещинам модифицированного чугуна при более низких концентрациях нитридов ванадия, что приводит к снижению фрикционной износостойкости.

Содержание магния ограничено нижним пределом (77), с которого устойчиво получается иаровидньпй графит в модифипп!1ова|п ом чугуне при хороших фрикциопных и технологических свойствах. Прп увеличe»и« концентрации магния более !6 усиливается пиро- 20 эффект, снижается стабильность технологических и механических свойств и значительно повьппаются остаточные термические напряжено!я чугуна в отливках, а стабнльнность фрикцпонных 25 свойств снижается.

Графит в модифицирующей смеси повышает технологические и механические свойства, снижает трещи1 остойкость и остаточ)ппе термп веские ièпряжения чугуна I3 отливках, поил пласт фрикционную износостойкосз ь, яо при содержании eru до 87 влияние сказы-вается недостаточно.

Пример. Плавки чугунов проье3S дены в открытых индукционных печах с перегревом расплавов на 260--300 С и модифицированием расплавом известной и предлагаемой модифицируь1щпми смесями, изготовленными в лабораторных условиях, Для изготовления моди Ьицирующих смесей используют измельченный графит, порошок магния Ngl, измельченный силикомишметалл, ферросилип1пt, порошки карбонитридов ниобия, из45 мельченные иитриды ванадия, которые перемешивают в лабораторных бегунах в течение 1-3 мин.

В качестве Р3М-содержащего сплава используют ферросплав ФСЗОРЭИЗО.

Нитрид ванадия соответствует марке

V2H и имеет температуру днссоциации

1470-1530 С, а карбонитриды ниобия

1500-1600 С и соответствуют составу карбонитридов П4.

Модифицирующие смеси вводят в чугун температурой 1370-1380 С. Для определения жидкотекучести используют спиральную технологическую пробу трапециевидного сечения площадью 0,5 см с запорным устройством ф 60 мм, позволяющим подавать одинаковые порции металла в экспериментальную литейную форму.

Для излучения трещиностойкости модифицированных чугунов отливают технологические пробы в виде кольца толщиной 0,6 см и высотой 3,0 см с максимальными наружным диаметром 18 см, Для определения механических свойств отливают образцы ф 12 мм, ступенчатые клиновые пробы и литые заготовки для изготовления образцов

Испытания на ударную вязкость проводят на образцах размером 10 1О 55 мм без надреза, а на термические остаточные напряжения — на решетчатых стан" дартных технологических пробах, диаметр толстого центрального бруса которых составляет 20 мм, а тонких стержней 12 мм.

Б табл.1 приведены составы модифицирующих смесей, использованных при опытно-промьппленных испытаниях, а в табл.2 — механические и специальные свойства чугуна.

Определение величины износа в режиме фрикциопного трения проводят на литых образцах с прямоугольными сечением !б 10 мм с моментом трения от

1.. 9,до 3,0 1!/м при 50 — 350 С, В кач còDp. контроля используют сталь 45.

Общая продолжительность цикла испытаH;й на маш ьне СИАМ-2М составляет 90 с, Относпгсльно постояцньп! момент трения по;,псрживается автоматически за счет изменения удельной нагрузки на образцы. Коэффициент трения определяют по и-толике Б на импульсном трибометре мгде1 и !!1!Т-5М на кольцевых пробах и шаровых образцах диаметром 10 мм из стали IIK-15. Сравнительные испытания выполняют на образцах группы Ш при высоте падения 50 + 0,5 мм. Темперао тура испытания + 10 С.

Как видно из табл.2, использование предлагаемой смеси для модифицирования чугуна обеспечивает повышение фрикционной износостойкости, предела прочности при растяжении и трешиностойкости отливок.

Сопоставительньп анализ затрат и качества модифицированного чугуна показывает, что от использования модифицирующей смеси предлагаемого состава снижа5 1516 ется расход модификатора, существенно увеличивается жидкотекучесть, повьш аются служебные свойства чугуна на 16-247..

Формула изобретения

Модифицирующая смесь для чугуна, содержащая магний, графит, силикомиш- 10 металл и ферросилиций, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств, термостойСодержание модифицирующей смеси, мас.7

Опыт

Магний Графит Сплав Нитриды Карбонит- ФерросиФСЗОРЗМ ванадия риды ни- лиций обия

Остальное

29

2

44

14 23

8 25

15 16

17 2

7 27

l8 2

22

32

33

21

28

31

32

П р и м е ч а н и е. Расход известной и предлагаемой смесей составляет во всех опытах

0,87 от массы

Та блица 2

ТрещиностойОтносительное

Средний износ

Коэффициент треОтносительная фрикционная изноУдарная вязкость, кДж /см

Предел прочности при растяжении, MIIa

Опыт кость см ния удл ин ение, 7. мг см гс состойкость, Кф

27,0

22,1

20,6

21,3

24,5

28,2

738

367

685

10,54

9,09

8 50

8,64

10,38

9,58

0,15

0,26

0,22

0,28

0,16

0,20

1,0

1,18

1,24

1,22

1 05

1,10

683 5,1

786 9,6

850 10,2

830 9,8

705 6,0

756 8,2

1 изв.

3

5

Составитель А. Бармыков

Техред Л.Олийнык Корректор M.Ìàêñèìiïèèíåö

Редактор H.Ðîãóëè÷

Заказ 6351/25 Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарин», I Ot

1 (известный) 7

2 7

3 13

4 16

5 5

6 11

501 d кости и фрикционной износостойкости чугуна, она дополнительно содержит нитриды ванадия и карбонитриды ниобия при следующем соотношении компонентов, мас.Х

Магний 7-16

Графит 8-!7

Силикомишметалл 2-25

Нитриды ванадия 21-31

Карбонитриды ниобия 10-32

Ферросилиций 2-29

Т а б л и ц а 1