Модифицирующая смесь для ковшовой обработки чугуна

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам модифицирующих смесей, применяемым при производстве высокопроч-/ ного чугуна, и может быть использовано при получении модифицированного чугуна . Целью изобретения является повышение стабичьности получения вермикулярного графита, повышение стойкости чугуна против теплового удара и сниление пироэффекта при модифицировании . Модифицирующая смесь для ковшевой обработки чугуна содержит , мас.%: фергпгчликомишметалл ю- 50; кремниймагнинб. риевый сплав 20- 50; сплав с карбидоо&оазующими элементами на основе ферросилиция 20-50, Применение смеси позволяет увеличить термостойкость чугуна на 35-40%, уменьшить пироэф(Ьект при обработке чугуна до слабого его проявления и получить в чугуне вермикулярный графит на 90-100%. 1 табл. Ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИН

„„SU„1 3644

А1 (Я)5 С 21 С 1/10

° - ч» f lO г „. г» » с:к. г i:ÿp

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ1

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4495462/02 (22) 17. 10. 88 (46) 23. 03.91. Бюл. Р 11 (71) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов (72) С.В.Кочевых, Э.М.Рапопорт, А.П.Шкателов и Ю.В.Галибов (53) 669. 168.3 (088. 8)

,(56) Авторское свидетельство СССР

У 692658, кл. С 21 С 1/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

1 » 1014911, кл. С 21 С 1/10, 1983, (54) ИОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ КОВШОВОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам модифицирующих смесей, применяемым при производстве высокопроч-:, :

Изобретение отпосится к литейному производству, в частности к составам модифицирующих смесей, применяемым при производстве высокопрочного чугуна, и может быть использовано при получении модифицированного чугуна.

Цель изобретения — повышение стабильности получения вермикулярного графита, повышение стойкости чугуна против теплового удара и снижение пироэффекта, при модифицировании.

Предлагаемая модифицирующая смесь для ковшовой обработки чугуна содержит ферросиликомишметалл, кремниймагнийбариевый сплав при отношении в нем магния к барию 1;(2,0-2,5) и сплав с

2 ного чугуна, и может быть использовано при получении моцифицированного чугуна. Целью изобретения является повышение стабильности получения вермикулярного графита, повышение стойкости чугуна против теплового удара и снижение пироэффекта при модифицировании. Модифицирующая смесь для ковшевой обработки чугуна содержит, мас.Х: ферро иликомишметалл 1050;. кремниймагнийбариевый сплав 2050; сплав с карбидообразующими элементами на основе ферросилиция 20-50.

Применение смеси позволяет увеличить термастойкость чугуна на 35-40%, уменьшить пироэффект при обработке чугуна до слабого его проявления и получить в чугуне вермикулярный графит на 90-1003. 1 табл. карбидообразующими элементами на ос-. нове ферросилиция при следующем соотношении компонентов, мас.K:

Ферросиликомишметалл 10-50

Кремниймагнийбариевый сплав 20-50

Сплав с карбидообразующими элементами на основе ферросилиция 20-50

Использование кремниймагнийбариевого сплава обеспечивает присутствие комплексных соединений магния с барием и кремнием, имеющих более высокую прочность межатомной связи, чем в силициде магния. В результате этого в момент введения в расплав пред1636449

55 лагаемой смеси резко снижается интен сивность процесса BblTopGHHH магния, тем самым обеспечивается повышение его усвоения и снижается интенсивность пироэффекта. Наличие в расплаве в предкристаллизационный период сое"динений Ва-Si Mg обеспечивает снижение активности атомов магния. Как показывают проведенные экспериментальные исследования, при использовании кремниймагнийбариевого сплава с отношением магния к барию 1:(2,0-2,5) обеспечивается вьщеление в структуре чугуна графита преимущественно в вермикулярной форме. Получению графита в вермикулярной форме отвечает и введение в расплав силицидов железа, у которых часть атомов .железа замещена карбидообразующими элементами, более электроотрицательными чем железо. Такой результат обусловлен влиянием на графитизацию примесных кластеров, образующихся при введении в расплав сплавов с силицидными фазами. Поэтому замена сплава на основе ферросилиция на ферросплав данного элемента приводит к получению чугуна с графитом преимущественно шаровидной неправильной формы, который не соответствует требуемым свойствам.

В предлагаемой модифицирующей смеси содержание сплава с карбидообразующими элементами на основе ферросилиция и кремниймагнийбариевого сплава выбрано с учетом их совместного влияния на стабильность получения вермикулярного графита, а также получение преимущественно ферритной легированной металлической основы обрабатываемого чугуна, позволяющей обеспечить стойкость отливок против действия тепловых ударов.

Пример. Для экспериментальной проверки предлагаемого состава готовят 18 составов модифицирующей смеси (таблица) ° В качестве карбидосодержащего сплава на основе ферросилиция используют ферросилиций с ванадием

ФС40ВД, содержащий, мас.Х; Y 6-8;

Si. 35-40; Nn 3-5; Ре остальное (опыты 1-13), а также ферросилиций с хромом, содержащий, мас.X . Сх 8-10; Si . 65-70; Fe остальное (опыты 14 и 15), и ферросилиций с бором, содержащий, мас.Х:,В 5-8; Б 65-70; Fe остальное (опыты 16-18). В качестве кремниймаг нийбариевого сплава используют опытный сплав с содержанием, мас.Х: Mg

4-6; Ва 8-15; Si остальное.. Ферросиликомишметалл содержит, мас.Х: РЗМ

13-15; Si 55-60; Al 4-9; Fe остальное.

Исходный чугун с химическим составом, мас.Х: С 3,0-3,2; Si 1,0-1,3;

Ип 0,3-0,6; S 0 05, выплавляют в 50килограммовой индукционной печи. Температура перегрева расплава составляет 1400+10ОС. Модифицирующую смесь каждого состава в количестве 2Х от массы металла помещают на дно ковша перед разливкой. После обработки в ковше чугуна заливают пробы диаметром

40 мм при 1320+20 С, Сопротивлениечугуна действию термических ударов определяют на цилиндрических образцах диаметром 15 мм и высотой 15 мм, тер» моциклируемых по схеме нагрев до

900 С., выдержка 15 мин и охлажцение в зоде, Опыты 1-4 проведены с целью анализа влияния отношения Ва/Ng в кремниймагнийбариевом сплаве на достижение положительного эффекта. При повышении отношения Ва/Mg более 2,5 (опыт 4) и снижении его ниже 2,0Х (опыт 3) происходит снижение стабильности получения вермикулярной формы графита и снижение сопротивления чугуна тепловому удару, что проявляется в снижении числа циклов до появления термических трещин.

При содержании компонентов модифицирующей смеси в предлагаемых пределах (опыты 5-8) графит вьщеляется преимущественно в вермикулярной форме. При этом процесс модифицирования характеризуется слабым проявлением пироэффекта и повышенной стойкостью чугуна против тепловых ударов, о чем, в частности, свидетельствует повышение количества циклов до появления термических трещин. Как видно из таблицы, использование составов модифицирующих смесей, в которых содержание сплава с карбидообразующими элементами на основе ферросилиция и кремниймагнийбариевого сплава (опыты 9-12) находятся ниже нижнего и выше верхнего предлагаемых пределов, не позволяет достичь положительного эффекта.

Аналогичный результат (опыт 13) получается и при использовании в качестве карбидосодержащего сплава феррованадия. Опыты 14-18 проводят с целью показать эффективность использования других карбидообразующнх элементов.

1636449 6

Использование предлагаемой смеси ности получения вермикулярного графипоэволяет повысить производительность та, повышения стойкости чугуна против процесса получения ЧВГ при ковшовой теплового удара и снижения пироэффекобработке расплава за счет стабилиза- та при модифицировании она дополни5 в ции процесса модифицирования, а также тельно содержит сплав с карбидообраснизить себестоимость отливок за счет -эующими элементами на основе ферросиповышения усвоения легирующих элемен- лицин и кремчиймагнийбариевый сплав тов, снизить брак отливок по термо- при отношении в нем магния к барию стойкости. 1:(2,0-2,5) при следующем соотношении компонентов, мас.Ж: формула и э о б р е т е и и я

10-50

20-50

Иодифицирующая смесь для ковшовой обработки чугуна, включающая ферросиликомишметалл, магний ч барийсодержащие сплавы, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильJ

20-50 в моп»фппи- )Отноиеиие Ва img e

1кремний Ферросипи- магннйбвкпнэипме- риевон таил сплаве

Термостой- (Пнровфйект кость чу-,при обработгуив, чис- ке чугуна по циклов до появпенип трвнияы

Соперкание грвбнтв в чугуне

Соперявние компонентов рунпей снеги, мвс..

Опыт

l аpовис- Веркину- Ппас»btA ляриый тиичаI тый

Кремниймвг- Каром»осонийбариевый перкаиий с план -= плав

Иэвест- Лепеэокрем- Ферросипиконый нмймагние- барий 15 кый сипев

39 Сильный

80 2О

7О

Феррос с»нб1й с ввнвпнен

1 35

1ОО

2,0 зо

61 Спабый

2,5

I00.

1,9

30

39 Сна ьный

19 Спабый

62 Слабый

85

2,6

60

2,3

50

ЗО и

2,3

-o

54

»5

20

100

"", 3

Сильный

Слабый

Сильный

Слабый

1Я чг

2,3

26

50 г,з гь

20

50

2,3

55

Зо

40

Оерровапппни

° l

90 г,з

90 5

2,3

5О

2(l

15

Феррос|с»шин с хромом м

1ОО

2,3

3О! 5

5О

Ферросилипни с борон

90 60 Слабый

2I3

3О

1Ü

95 62

100 64

2,3 зо

50 го

2,З

40

18

Редактор Н. Чцола

Заказ 797 Тираж 388 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям.и открытиям дри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

2 35

3 35

4 35

5 20

6 50

7 40

R 25

9 40

10 25

Ферросиликомишметалл

Кремниймаrнийбариевый сплав

Сплав с карбидообразующими элементами на основе ферросилиция

Составитель К. Сорокин

Техред Л. Олийнык Корректор А.Обручар