Лигатура для чугуна

 

Изобретение относится к лигатурам для чугуна. Целью является повышение упругих свойств, технологической пластичности, удароустойчивости и продолжительности модифицирующего эффекта чугунов. Лигатура содержит, мас.%: никель 3 - 7

кремний 3,0 - 7,5

медь 11 - 27

хром 1 - 3

углерод 1,2 - 5,0

кобальт 0,2 - 0,5

бориды иттрия 1,5 - 15,0 нитриды магния 1,3 - 7,5

железо остальное. При легировании доэвтектического чугуна предлагаемой лигатурой получили чугуны марки ВЕ60 и ВЕ65 с ударной вязкостью 0,978 - 1,02 МДж/м<SP POS="POST">2</SP>, относительным удлинением 18,9 - 19,5%, вязкостью разрушения 575 - 612 кгс <SP POS="POST">.</SP> м<SP POS="POST">-3/2</SP>, удароустойчивостью 1720 - 1880 циклов при энергии удара 10 МПа и горячей пластичностью 17 - 21 скручиваний. При этом продолжительность модифицирующего эффекта возросла с 23 до 46,5 - 49,1 мин. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s С 22 С 35/00

° ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4699628/02 (22) 31.05.89 (46) 07.08,91. Бюл. № 29 (71) Производственное объединение "Гомсельмаш" (72) P,Í.Адамови+, M.È.Êàðïåíêî, В,К.Совченко и С,М.Бадюковэ (53) 669.15-196.52(088.8) (56) Заявка Франции

¹ 2509327, кл. С 22 С 35/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1294859, кл, С 22 С 35/00, 1987, (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к лигатурам для чугуна. Целью является повышение упругих свойств, технологической пластичности, удароустойчивости и продолжительности

Изобретение относится к металлургии, в частности к лигатурам для производства деталей из чугуна с повышенными пластиче. скими свойствами, Цель изобретения — повышение упругих свойств, технологической пластичности, удароустойчивости и продолжительности модифицирующего эффекта, Лигатуру выплавляют в открытых индукционных электропечах емкостью 150 кг с использованием смеси ферросилиция, ферроникеля, электрической меди, феррохрома, углеродистого кобальта. боя электродов; стального лома и боридов иттрия. При достижении температуры 1370 С в расплав вводят нитриды магния, выдерживают 1-3,, Ы2,, 1668450 А1 модифицирующего эффекта чугунов. Лигатура содержит, мас. : никель 3-7; кремний

3,0-7,5; медь 11-27; хром 1-3; углерод 1,2-5,0; кобальт 0,2-0.5; бориды иттрия 1,5-15,0; нитриды магния 1,3-7,5; железо — остальное.

При легировании доэвтектического чугуна предлагаемой лигатурой получили чугуны марки ВЕ60 и ВЕ65 с ударной вязкостью

0,978-1,02 МДж!м, относительным удлинег нием 18,9-19,5, вязкостью разрушения

575-612 кг см, удароустойчивостью

1720-1880 циклов при энергии удара 10 МПа и горячей пластичностью 17-21 скручиваний, При этом продолжительность модифицирующего эффекта возросла с 23 до

46,5-49,1 мин. 2 табл. мин и производят разливку в плоские изложницы.

Опытные плавки чугуна доэвтектического состава, содержащего, мас.ь: углерод

2,8; кремний 1,35; марганец 0,72; хром 0,1; никель 0,2; фосфор 0 1 сера 0,12; железо— остальное, производили в индукционной откытой электропечи с перегревом расплава на 300-380 С выше температуры ликвидуса, Модифицирование чугуна проводили при выпуске расплава в ковши при 1400-1430 С измельченной лигатурой в количестве 0,080.1 от массы чугуна. В процессе разливки модифицированного чугуна лигатурами предлагаемых и известного составов (табл.1).по стандартным методикам отливали образцы для механических испытаний и

1668450 микроисследований структуры и технологических проб.

В табл,2 приведены результаты исследования стабильности модифицирующего эффекта и механических свойств чугуна в отливках при использовании известной и предлагаемой лигатур.

Металлографические исследования показали, что лигатуры с боридами иттрия и нитридами магния позволяют получить более мелкозернистую структуру металлической основы и компактный графит в отливках.

Ударную вязкость определяли на образцах типа 12 по ГОСТ 9454-78 на маятниковом копре МК-30M, а исследования шлифов — на рентгеновском микроанализаторе.

Бориды иттрия введены в предлагаемую лигатуру в количестве 1,5-15 мас. как эффективная модифицирующая добавка для чугуна, повышающая однородность и стабильность структуры и устраняющая образование в ней черных пятен и междендритного графита, способствующая увеличению изолированности и компактности графита и других составляющих структуры и повышению механических характеристик чугуна в отливках, особенно пластических свойств. При концентрации боридов иттрия до 1,5 мас. модифицирующий эффект проявляется слабо и пластические свойства чугуна в отливках находятся на низком уровне, а при увеличении концентрации боридов иттрия более 15 мас. снижается стабильность модифицирующего эффекта, увеличивается количество неметаллических включений и снижаются механические свойства чугуна, долговечность литых деталей.

Нитриды магния в количестве 1,3-7,5 мас. существенно измельчают структурные составляющие, снижают газовую пористость и повышают равномерность модифицирования, усвояемость лигатуры расплавленным металлом и продолжительность сохранения модифицирующего эф-фекта лигатуры, что обеспечивает повышение относительного удлинения и ударной вязкости чугуна в отливках, При концентрации нитридов магния до 1,3 мас. измельчение структуры и повышение пластических свойств недостаточное, а при увеличении концентрации нитридов магния более 7,5 мас. повышается угар металла и снижаются однородность структуры, механические и эксплуатационные свойства чугуна в отливках, Содержания других компонентов выбраны в соответствии с принятым содержа5 нием их в лигатурах, используемых для модифицирования чугуна с повышенными пластическими свойствами, Эффективное . содержание кремния в лигатуре составляет

3-7,5 мас,, углерода 1,2-5 мас. и меди

10 11-27 мас. . Такая концентрация графитизирующих компонентов при содержании хрома 1-3 мас, повышает равномерность и стабильность модифицирования чугуна, способствует повышению механических

15. свойств.

Наличие в лигатуре 0,2-0,5 мас, кобальта способствует повышению стабильности модифицирования и механических свойств, При увеличении концентрации ко20 бальта более 0,5 мас. повышается температура плавления лигатуры, а при концентрации до 0,2 мас. стабильность модифицирования низкая.

Таким образом, как видно из табл.2, чу25 гун, обработанный предлагаемой лигатурой в количестве 0,1 от массы расплава, обладает более высокими упругими свойствами большей, технологической пластичностью и удароустойчивостью, чем при использова30 нии лигатуры известного состава. При этом модифицирующий эффект сохраняешься более длительное время.

Предлагаемая лигатура технологична при выплавке, хорошо усваивается чугуном

35 при температурах 1330-1400 С.

Формула изобретения

Лигатура для чугуна. содержащая никель, кремний, медь, хром. углерод, кобальт и железо, отличающаяся тем, что, с.

40 целью повышения упругих свойств, техно- логической пластичности, удароустойчивости и продолжительности модифицирующего эффекта чугунов, она дополнительно содержит бориды иттрия и нит45 риды магния при следующем соотношении компонентов, мас. :

Никель 3-7

Кремнй 3,0-7,5

Медь 11-27

50 Хром 1-3

Углерод 1,2-5,0

Кобальт 0,2-0,5

Бориды иттрия 1,5-15,0

Нитриды магния 1,3-7,5

55 Железо Остальное

ООх C о 0) ,. ь

X (D

**o

S О -

Э Ф у о Ос A

Я (X ц

Ф

СЪ

Ф о

Sc о

-4

Ф

Q)

CD

I ъ о

Ф

Q)

X о

l о с о

ЧЭ

Л

Б

Ю

К !

,ох д

>Ф ОО

Ф n n e

Ю в

CD -)

* лчеь о

» о в - о т>

ВК .Зъ

Ф eZO

S 0 сох

S -I Б т Ф

Вс

-1

Cll.

Л=

-)

СВ

S с

-с

ХВФ

Q) Z 0

7С о о х О с

I л

К ь я о «+

«< Ю

И

X Ф

М

Ю

oio о фюою л лз « ъ Q) Ь CD CD CO

G5 3. Ul CD

G3 W С0 W ьюОэю ослоо ь ct) cJ) cD

<л ь сь ы

ысоо ььь - CD СП сл - (л

ОЭ П) U3 CU э ь ь э ьОЪО) О)

<л о <л о

З=т» Ф

Ф Z х и о о S

::3

Ф Q) 1

О g)

С0

Я М

C Р Ф х е о и

Е

gl о >

o >

- Я со

-1 о

Л <

-Ф r

SI о "

- о

Б О с

Z щ с о о

-4 Л

0"

Ю

1668450