Лигатура для получения чугуна с вермикулярной формой графита

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству лигатур для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов. Цель изобретения - повышение теплопроводности, износои термостойкости чугуна. Лигатура дополнительно содержит титан и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: редкоземельные металлы 10...15

кремний 10...15

титан 30...40

медь 30...40

алюминий 3...5

железо остальное. 2 табл.

СО1ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Д1) С 22 С 35/00

Фь ИОВЗМ3 @ 1И1К - TOPE 15396 м, /1 ЩтЯНД

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4440800/31-02 (22) 14.06.88 (46) 07.03.90. Бюл. 11 9 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) Е.В. Колотило, Н.П. Котешов, И.И. Ануфриев, С.А. Крамаренко, Л.Х. Иванова, Ж.И. Безбах, В.И. Михневич и Н.М. Савченко (53) 669.15-198 (088.8) (56) Высококачественные чугуны для отливок./Под ред. H.Í. Александрова.М.: Машиностроение, 1982, е. 190-191.

Изобретение.,относится к металлургии, а именно к производству лигатур для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов.

Цель изобретения — повышение теплопроводности, износо- и термостойкости чугуна.

P. р и м е р. В лабораторных условиях получают опытные партии лигатур, содержащих редкоземельные металлы, кремний, титан, медь, алюминий, магний и железо (табл.1).

В лабораторных условиях выплавляют базовый чугун, из которого отливают цилиндрические образцы диаметром

20 мм. В дальнейшем при исследовании модифицирующего и легирующего влияния лигатур навески базового чугуна в кварцевых тиглях загружают в разогретую до 145045 С силитовую печь и после временной выдержки расплав выпускают в разогретый разливочный ковш

„.80„„1548236 А 1

2 (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА

С ВЕРМИКУЛЯРНОЙ ФОРМОЙ ГРАФИТА (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к производству лига- тур для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов. Цель изобретения — повышение теплопроводности, износу и термостойкости чугуна. Лигатура дополнительно содержит титан и медь при следующем соотношении -компонентов, мас.Ж: редкоземельные металлы 10-15; кремний 10-15; титан 30-40; медь 30-40; алюминий

3-5; железо остальное ° 2 табл. с предварительно загруженной лигатурой. Расход предлагаемой лигатуры пос- С тоянен и составляет 1 4Х от массы расплава. После счистки шлака и дости»жения температуры 1320 5 С заливают кокильные формы диаметром 20 мм и высотой 120 мм. Из полученных отливок вырезают образцы для металлографических исследований, определения по стандартным методикам пределов прочнос- М ти при растяжении термостойкостн, теп- фФ лопроводности и определения на машине износостойкости. Результаты испытаний приведены в табл,2.

Результаты исследований показывают, что обработка валковых расплавов лигатурой предлагаемого состава позволяет достигнуть поставленных целей: стабильно получают чугун с перлитной матрицей и вермикулярными графитными включениями, в то время как при обработке известной лигату1548236 рой чугун без феррита в матрице нолучить не удается. Износостойкость чугуна, полученного обработкой предлагаемой лигатурой, вьппе на 5?,2%, ) а термостойкость на 7Х при равной теплопроводности. В сравнении с половинчатыми чугунами с шаровидными

" включениями графита теплопроводность и термостойкость выше на 34,5 и 4 соответственно.

При разработке состава лигатуры исходят из следующего. Совместная обработка расплавов редкоземельными и антисфероидизирующими элементами 15 расширяет область образования графитных включений вермикулярной формы.

Поэтому, на серии лабораторньгх плавок устанавливают для скорости охлаждения 5,5 град/с оптимальные содержания 20 редкоземельных металлов, обеспечивающие получение графитных включений вермикулярной формы, это интервал концентраций РЗМ, равной 0,045-0,125 .

На следующем этапе эксперимента иссле-25 дуют совместное влияние обработки редкоземельными металлами и титаном: при содержаниях титана 0,3-0,5 область стабильного образования вермикулярных графитных включений, расширяется 30 до 0,004-0,156Х и при этом повышается уровень прочностных свойств.

Однако в структуре чугуна присутствует феррит, снижающий его специальные свойства. На серии плавок при постоянных оптимальных концентрациях ( редкоземельных металлов и титана устанавливают концентрации меди, обеспечивающие подавление выделения феррита в структуре чугуна — это 0,3-0,5 .. 40

При концентрациях Х РЗМ свьппе 0,156 . выделяются графнтные включения шароФормула изобретения

Лигатура для получения чугуна с вермикулярной формой графита, содержащая редкоземельные металлы, кремний, алюминий и железо, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения теплопроводности, износо- и термостойкости чугуна, она дополнительно содержит титан и медь при следующем соотношении компонентов, мас. :

Редкоземельные металлы

Кремний

Алюминий

Титан

Медь

Железо

10-15

10- 15

3-5

30-40

30-40

0,5-2,0 видной формы, а при K РЗМ = 0,2Х и вьппе выделение графитных включений полностью подавляется. Ввод титана и меди свьппе 0,5Х не вызывает значительньгх увеличений показатепей исследованных свойств и не расширяет зону образования графитных включений вермикулярной формы, а снижение их концентрации ниже 0,3 вызывает снижение прочностных характеристик и сужение зоны существования вермикулярньгх графитных включений.

Таким образом, обработка предлагаемой лигатурой должна обеспечить в чугуне следующие содержания элементов, мас. : редг озеьгельные металлы 6,040,156; титан 0,3"(j,5; медь 0,3-0,5;

Зная эти соотношения элементов и их усвояемость, рассчитывают минимально возможные пределы расходов лигатуры равные 1,1-1,7Х от массы расплава. 1548236

Т а блица 1

Содержание химических элементов, мас, 7.

Опытная партия лигатуры состава

Мо; 8j Ti Cu

ТРЗМ

А1 Fe

5 Остальное

2 35

Таолнпе2

Свойства чугуНа

Волпчество структурных составлятвн>х, Т

t статочные содернання введен>е>к лнгатуранн элементов, 2

Пемент Гравнт

85 Т1

Терыостойкость, >еч/сыт

Теппопроводность °

Вт/мК

Лерпнт осойть, г

36

32,5

З4

28

ЭЭ

32,5

26,5

В2,8

83,3

ВЗ,3

ВВ>5(ПЗО)

7!2, 7

ВЗ,I

В6,8

87,0

0,022

0,025

0,023

0,031

0,024

0,024

0,035

О,ОЗ7

34,2

35,

35,3, 40,2

23,0

36,о

35,8

24,З

7,4

7,2

7,25

6 ° 9

7,6

7,З

7,8 т 6 о,!зз г ОО7

З О,I

О,ОЗ8

5 0,163

6 0,109

7 0,126

8 0,162 о,зз

0,46

О,4З

0,53

0,29

О,41

0,036

О,О48

0>057

О, 024

О,О7З

О,O37

0,049

0,036

О,!2

O,I8

0,15

0,25

0,06

О,I6

0,49

0,68

О,47

О,З4

0,41

0,28

0,052

0,42

6) 2

64,2

62,7

63,5

64,2

64,4

52,7

2,1

14

0>0208

О,OI т

Структура графнуа! В - вермнкулврпый> !7 " пластнпчатьа!> В! — паровнпный, прн атом в схонках дано проиенти холнчество пластннчатого гра8ета от долн вермнкулярного. и

Составитель И. Бекренева редактор И. Дербак Техред И.Верес Корректор M„ Шароши

Заказ 847 Тираж 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/ 5.Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Предлагаемый

2

4

6

Известный

l2,5

5,0

20 13

l0 40 30

15 30 40

12 35 35

20 25 45

4 45 25

12,5 35,5 35,5

3, 2

4 1

5 0,5

2 3

5в9 0,1

3 0,5