SU1320236A1 - Inoculating mixture - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к модификаторам жидкого чугуна, и может быть использовано при производстве отливок из ковкого чугуна. Целью изобретени   вл етс  повышение механических свойств чугуна. Модифицирующа  смесь содержит, мас.%: борную кислоту 65- 70; силикобарий 8-12; углекислый барий 10-15 и окалину железа 3-17. Применение смеси позвол ет увеличить предел прочности чугуна на разрыв на 45-60 МПа. 2 табл. iThe invention relates to metallurgy, in particular to liquid iron modifiers, and can be used in the production of ductile iron castings. The aim of the invention is to improve the mechanical properties of cast iron. The modifying mixture contains, wt%: boric acid 65-70; silicobarium 8-12; barium carbonate 10-15 and iron oxide scale 3-17. The use of the mixture allows to increase the tensile strength of cast iron by 45-60 MPa. 2 tab. i

Description

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к модификаторам жидхого чугуна, и может быть использовано при производстве отливок из козкого чугунаThe invention relates to metallurgy, in particular to liquid iron modifiers, and can be used in the production of goat iron castings.

Целью изобретени   вл етс  повьше- ние механических свойств чугуна.The aim of the invention is to increase the mechanical properties of the cast iron.

Предложенна  модифицирующа  смесь содержит в качестве карбидообразуюа :их компонентов борную кислоту и окалину железаз а в качестве барийсодержа-дих компокантов - силикобаркй и углекислый барий при следующем соотношении компонентов5 мас,%The proposed modifying mixture contains boric acid and ferrous scale as carbidoobrazuyu: their components, and as barium-containing kompokant - silicobark and barium carbonate in the following ratio of components 5 wt.%

Борна  кислота 65-70 Силккобарий8- ;2Boric acid 65-70 Silkkobary8-; 2

Углекисльй барий 10-15 Окалина железа В качестве компонента модифицирующей смеси используетс  окалина железа отход кузнечного производства. Окалина железа образуетс  на заготовках при нагреве перед, ковкой, в процессе ковки она отлетает в виде мелких чешуек. Окалина железа представл ет собой совокупность окислов железа (от окиси до закиси).Carbonic acid barium 10–15 Iron dross As a component of the modifying mixture, iron dross used in forging production. Dross of iron is formed on the blanks when heated before forging, during the forging process, it flies off in the form of small scales. Iron scale is a combination of iron oxides (from oxide to nitrous oxide).

Окалина железа при вводе Б распла чугуна частично разлагаетс  с вьще- лением кислорода, который способствует отбеливанию, Тов, предотвраЕ;ает выделение свободного графита при кристаллизации,.Scale of iron when entering B molten iron partially decomposes with the absorption of oxygen, which contributes to bleaching, Tov, prevents emitting free graphite during crystallization ,.

Часть окислов окалины з качестве неметаллическ -пс включений сл,у:;сит подкладкой дл  субмикроскопических за- родьш ей графита, которые имеютс  при кристаллизации белого чугуна, превращаемого впоследствии термообработкой в ковкий.Part of the oxides of the scale with the quality of nonmetallic -pc inclusions of the following, y:: sieve lining for the submicroscopic nuclei of graphite, which occur during the crystallization of white iron, which is subsequently converted by heat treatment to ductile.

В качестве компонента модифицирующей смеси используетс  барий угле кисльй технический,, который при вводе в жидкий чугун разлагаетс  на окись бари  и углекислый газ, Цузырь ки углекислого газа, проход  через слой металла в ковше, барботируют чугунр повыша  эффективкость модифицировани  и протекани  химкческиз: реакций. Барий, име  высокий коэффициент активности по отношению к с.ерв вступает в реакцию заме1цени  из окисла бари  с образованием сульфидов, которые, адссрбиру сь на зародьпагж графита, преп тствуют иэ.. хаотическому росту и они приобретают ксмпавггну форму.As a component of the modifying mixture, barium carbonic acid is used, which, when introduced into liquid iron, decomposes into barium oxide and carbon dioxide, carbon dioxide gas, the passage through the metal layer in the ladle, barbers cast iron to increase the efficiency of modification and chemical reactions: reactions. Barium, having a high activity coefficient with respect to s.erv, reacts to replace barium oxide with the formation of sulphides, which, adsorbing to the nucleus of graphite, interfere with chaotic growth and they take on a uniform shape.

В качестве компо 1ента предложенной модифицирующей смеси кспользуетAs a component of the proposed modifying mixture, it uses

00

5five

с  также силикобарий. Кремний силико- бари   вл етс  са.мь5к активным графи- тизируюви-тм злементоМа который при кристаллизации выдел етс  в виде субмикроскопических зародышей.with also silicobarium. Silicon-barium silicon is a very active graphitizing graphite that is formed during crystallization as submicroscopic nuclei.

В состав предлагаемой модифицирующей смеси входит также борна  кислота , котора  представл ет собой порошок белого цвета. Борна  кислота включена, в состав модифицирующей смеси дл  введени  в расплав чугуна бора. Модифицирование бором сильно вли ет на графитизацига. При .концентраци х бора меньше 0,003% он резко ускор ет графитизацию без заметного З величени  количества центров графита , а при добавке 0 0012% бора количество центров графита уменьшаетс . Введение в расплав более бора сопровождаетс  ускорением процесса графитизации и резким увеличением количества центров графргта. При дальнейшем увеличении содержани  бора его вли ние на скорость графитизации начинает уменьшатьс . Увеличение количества бора вьпле Q.17, приводит к . уменьшению скорости графитизации по сравнению с чугуном с меньй аь: добавкой бора. Бор, введенный в количест- i ве около 1%5 совершенно подавл ет графитизацию белого чугуна. Причина этого заключа.етс  в тон,, что бор  вл етс  при зтом карбидообразующим элементом. При введении бора в больших количествах он образует сложные карбиды, которые почти не поддаютс  графитизации,The composition of the proposed modifier mixture also includes boric acid, which is a white powder. Boric acid is included in the modifying mixture to introduce boron iron into the melt. Boron modification strongly affects graphitization. At a boron concentration of less than 0.003%, it sharply accelerates graphitization without a noticeable 3 magnitude of the number of graphite centers, and with the addition of 0 0012% boron, the number of graphite centers decreases. The introduction of more boron into the melt is accompanied by an acceleration of the graphitization process and a sharp increase in the number of grafrgt centers. With a further increase in the boron content, its effect on the graphitization rate begins to decrease. An increase in the amount of boron in Q.17 leads to. a decrease in the rate of graphitization compared to a cast iron with a smaller ai: addition of boron. Boron, introduced in a quantity of about 1% 5, completely suppresses the graphitization of white iron. The reason for this lies in the fact that boron is, in addition, a carbide-forming element. When boron is introduced in large quantities, it forms complex carbides, which are almost impossible to graphitize,

Ввод в белый чугун силикобари  и углекислого бари  приводит к увелк-- ченню центров графита, их измельчению и улучшению ж формы, что положительно сказываетс  на увеличении механических свойств.The introduction of silikobari and barium carbonate into white cast iron leads to an increase in the centers of graphite, their grinding and improvement in shape, which has a positive effect on the increase in mechanical properties.

Дл  получени  модифицирующих смесей было пригото1 лено п ть составов ингредиентов (1 - 5). Параллельно бьша подготовлена известна  модифи- тнрующа  смесь (6) „To prepare the modifying mixtures, five formulations of ingredients were prepared (1-5). In parallel, a known modifying mixture (6) „was prepared.

Химический состав смесей 1-6 предв табл. 1 оThe chemical composition of mixtures 1-6 predv table. 1 o

Каждую модифицирующую смесь лри- гс ТОБЛ ли отдельно смешиванием компонентов ,. При зыпуске ЖИДКОГО чугуна (состав, мас.%: € 2,4| Si IJj Mn 55 0,4,- Cr 0,06; S 0,06; P 0,07), выплавленного дуплекс-процессом вагранка - элактродугова  печЬ; модифици- рую|1ше с неси при температуре пор дка 1500 С последовательно вводили вEach modifying mixture was left alone by mixing components,. When liquid iron is released (composition, wt.%: € 2.4 | Si IJj Mn 55 0.4, - Cr 0.06; S 0.06; P 0.07), the cupola is made of a duplex process - an electric arc furnace; modify it at a temperature of about 1500 ° C in series

5five

00

5five

O-ставленO-posed

шесть ковшей. Затем модифицированный чугун разливали по формам и одновременно отливали опытные образцы дл  исследовани  механических свойст чугуна.six buckets. Then the modified cast iron was cast into molds and, at the same time, prototypes were cast to investigate the mechanical properties of the cast iron.

Отлитые образцы, модифицированные предложенной смесью, подвергали термической обработке по режиму: нагрев до , вьщержка при этой промежуточное охлажде- с вьщержкой при этой температуре и окончательное охлаждение на воздухе.The cast samples, modified by the proposed mixture, were subjected to heat treatment according to the following conditions: heating to heat, at this intermediate cooling with heat at this temperature, and final air cooling.

Механические характеристики полученных отливок (опытных образцов) приведены в табл. 2. Присутствие в модификаторе более 12% силикобари  и более 15% углекислого бари  ведет к по влению в структуре пластинчатого графита, т.е. к образованию серого чугуна, а не белого , и, следовательно, к снижению метемпературе , ние до The mechanical characteristics of the castings (prototypes) are given in table. 2. The presence of more than 12% of silicobar and more than 15% of barium carbonate in the modifier leads to the appearance of lamellar graphite in the structure, i.e. to the formation of gray iron, not white, and, consequently, to a decrease in metemperatura,

ханических свойств чугуна, а присутствие в модификаторе более 70% борной кислоты и более 17% окалины веде к излишнему увеличению количества цементита в структуре и увеличению продолжительности термической обработки .The chemical properties of cast iron, and the presence in the modifier of more than 70% of boric acid and more than 17% of scale lead to an excessive increase in the amount of cementite in the structure and an increase in the duration of heat treatment.

Присутствие в модификаторе ме- нее 8% силикобари  и менее 10% углекислого бари  ведет к снижению скорости графитизации чугуна в твердом состо нии и, следовательно, к увелиThe presence in the modifier of less than 8% of silicobar and less than 10% of barium carbonate leads to a decrease in the rate of graphitization of cast iron in the solid state and, consequently, increases

чению продолжительности отжига и сни-з5 при следующем соотношении компоненжению механических свойств чугуна, а присутствие в модификаторе менее 65% борной кислоты и менее 3% окалины ведет к по влению в структуре зон серого чугуна, т.е. к ухудшению форThe duration of annealing and reduction in the following ratio of the mechanical properties of cast iron, and the presence in the modifier of less than 65% boric acid and less than 3% of scale leads to the appearance of gray iron in the structure, i.e. to the deterioration of the odds

мы графита и выделению при кристал лизации жидкого чугуна свободного пластинчатого графита, а значит, к снижению механических характеристик.We use graphite and precipitate during crystallization of liquid iron free lamellar graphite, which means lower mechanical characteristics.

Результаты испытаний показали, что чугун, обработанный предлагаемой модифицир тощей смесью, обладает более высокими механическими свойствами . Предел прочности на разрыв чуГуна , обработанного предлагаемойThe test results showed that the cast iron treated with the proposed lean mixture has higher mechanical properties. Tensile strength of cast iron treated with the proposed

смесью, на 45-60 МПа выше по сравнению с чугуном, обработанным известной смесью.a mixture of 45-60 MPa higher compared with iron treated with a known mixture.

Использование изобретени  обеспечивает улучшение качества отливок за счет повьшени  механических свойств чугуна (прочность вьште на 45-60 МПа); повьшение срока службы деталей, изготовленных из чугуна, модифицированного предлагаемой смесью; улучшение условий труда обслуживающего персонала за счет исключени  вьще- лений токсичного висмута.The use of the invention improves the quality of castings by increasing the mechanical properties of cast iron (strength of 45-60 MPa); increase the service life of parts made of cast iron, modified by the proposed mixture; improving the working conditions of staff by eliminating the toxic effects of bismuth.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Модифицирующа  смесь, содержаща  карбидообразукнций компонент и силико- барийр отличающа с  тем, что, с целью повьшгени  механических свойств чугуна, она дополнительно содержит углекислый барий, а в качестве карбидообразующих компонентов содержит борную кислоту и окалину железа,A modifying mixture containing a carbide-forming component and a silicon barium, characterized in that, in order to improve the mechanical properties of cast iron, it additionally contains barium carbonate, and as a carbide-forming component it contains boric acid and iron scale, тов, мас.%:Comrade, wt.%: Борна  кислота 65-70 Силкобарий8-12Borna acid 65-70 Silkobary8-12 Углекислый барий 10-15 Окалина железа 3-17 Таблица 1Barium carbonate 10-15 Iron oxide scale 3-17 Table 1 Примечание. ГФ- форма графита; размер включений графита;Note. GF - graphite form; the size of the inclusions of graphite; ПТ2 - перлит зернистый; Фе - феррит.PT2 - perlite granular; Fe - ferrite. Та6лица26lit2