SU1463766A1 - Inoculant composition for cast iron - Google Patents

Description

(21)4262892/31-02(21) 4262892 / 31-02

(22)18.05.87(22) 05/18/87

(46) 07.03,89о Бнш. № 9(46) 07.03,89o Bnsh. Number 9

(71)Всесоюзный заочный политехнический институт(71) All-Union Correspondence Polytechnic Institute

(72)Б.К. Св ткин, М.И. Карпенко, Ю.Г. Серебр ков и А.Н. Болотов(72) B.K. St. Tkin, MI Karpenko, Yu.G. Serebrkov and A.N. Bolotov

(53)669.15-198 (088.8)(53) 669.15-198 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1081212, кп. С 21 С 1/10, 1984.(56) USSR inventor certificate № 1081212, кп. C 21 C 1/10, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 973654, кл. С 22 С 35/00, С 21 С 1/10, 1982.USSR Author's Certificate No. 973654, cl. C 22 C 35/00, C 21 C 1/10, 1982.

(54)МОДИадцИРУЮиЩ СМЕСЬ ДЛЯ ЧУГУНА(54) MODIFIED MIXTURE FOR CAST IRON

(57)Изобретение относитс  к области литейного производства, в частности к составам модифицирующих смесей дл  получени  высокопрочного чугуна. Цель изобретени  - повышение механических свойств, трещиностойкости и плотности чугуна за счет улучшени  раскисл ющей способности смеси. Модифицирующа  смесь содержит магний, графит, силикомишметалл, ферросилиций , силикоалюминий и нитриды марганца при следукщем соотношении компонентов , мас.%: магний 7-12, графит 8-14, силикомишметалл 20-30, ферросилиций 10-18, силикоалюминий 15-20, нитриды марганца 11-35, Дополнительный ввод в состав смеси силикоапюми- ни  и нитридов марганца повышает раскисл юЕЧую, графитизирующую и стабилизирующую способности смеси, что приводит к существенному (на 15-20%) повышению механических свойств, тре- щиностойкости и плотности чугуна, обработанного этой смесью, 1 табл.(57) The invention relates to the field of foundry, in particular, to modifying mixture compositions for producing high-strength cast iron. The purpose of the invention is to increase the mechanical properties, crack resistance and density of cast iron by improving the deoxidizing ability of the mixture. The modifying mixture contains magnesium, graphite, silico-metal, ferrosilicon, silico-aluminum and manganese nitrides with the following ratio of components, wt.%: Magnesium 7-12, graphite 8-14, silico-metal 20-30, ferrosilicon 10-18, silico-aluminum 15-20, nitrides manganese 11-35. The additional addition of silicon dioxide and manganese nitrides to the mixture increases the acidification, graphitizing and stabilizing properties of the mixture, which leads to a significant (15–20%) increase in the mechanical properties, crack resistance and density of cast iron treated with this mixture Yew, 1 tab.

(О(ABOUT

СЛSL

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к производству высокопрочных чугунов дп  отливок с повышенной -трещиностойкостью.The invention relates to foundry, in particular, to the production of high-strength cast iron dp castings with increased crack resistance.

Цель изобретени  - повьш1ение механических свойств, трещиностойкости и плотности чугуна в отливках за счет улучшени  раскисл ющей способности смеси.The purpose of the invention is to improve the mechanical properties, crack resistance and density of cast iron in castings by improving the deacidification of the mixture.

Цель достигаетс  тем, что модифицирующа  смесь, содержаща  магний, графит, силикомишметалл и ферросилиций , дополнительно содержит силикоалюминий и нитриды марганца при следукщем соотношении компонентов, мас,%:The goal is achieved by the fact that the modifying mixture containing magnesium, graphite, silico-metal and ferrosilicon, additionally contains silicon-aluminum and manganese nitrides with the following ratio of components, wt.%:

Магний7-12Magnesium 7-12

Графит .8-14Graphite .8-14

Ферросилиций СиликомишметаллFerrosilicon Silikomishmetall

Силикоалюминий Нитриды марганца ЖелезоSilico-aluminum Nitrides of Manganese Iron

10-1810-18

20-30 15-20 11-35 Остальное20-30 15-20 11-35 Else

4 О) 05 4 O) 05

О5O5

СП)SP)

Дополнительное введение силико- алюмини  увеличивает раскисл ющую, графитизирующую и стабилизирующую способности смеси, повьш1ает плотность и механические свойства чугуна . При концентрации силикоалюмини  до 10 мас,% плотность и механические свойства модифицированного чугуна недостаточны, а при увеличении его содержани  (более 20 мас.%) снижаютс  стабильность процесса модифицировани , технологические свойства и тотность отливок.The addition of silicon-aluminum increases the deoxidizing, graphitizing and stabilizing properties of the mixture, increasing the density and mechanical properties of the cast iron. At a concentration of silicoaluminium up to 10 wt.%, The density and mechanical properties of the modified cast iron are insufficient, and with an increase in its content (more than 20 wt.%), The stability of the modification process, the technological properties and the totality of the castings decrease.

Нитриды марганца ввод т в состав Ьмеси как эффективные модифицирующие добавки, снижающие.трещиностойкость И остаточные термические напр жени . Их концентраци  ог1 аничена содержанием 35 мас.%, выше которого снижаютс  раскислительна  способность, свойства и плотность чугуна, а нижний предел (11 мас,%) обусловлен высокими характеристиками остаточных напр жений , склонностью к трещинам и пористостью чугуна при более низких крн- |центраци х нитридов марганца.Manganese nitrides are introduced into mixtures as effective modifying agents that reduce cracking resistance and residual thermal stresses. Their concentration is limited to 35 wt.%, Above which deoxidizing capacity, properties and density of cast iron decrease, and the lower limit (11 wt.%) Is due to high characteristics of residual stresses, tendency to cracks and porosity of cast iron at lower crn- x manganese nitrides.

Содержание магни  в смеси ограни- |чено его нижним пределом (7 мас.%) 1необходимым дл  устойчивого получе- |ни  шаровидного графита в чугуне. |При увеличении концентрации магни  IB смеси (более 12 мас.%) усиливает- с  пироэффект, снижаетс  стабильность iраскислительной способности смеси, значительно повышаютс  остаточные термические напр жени  чугуна в от- ливкак. Ферросилиций в модифицирую |щей смеси в количестве 10-18 мас. :повышает технологические и механичес1463766The magnesium content in the mixture is limited by its lower limit (7 wt.%), 1 which is necessary for a stable production of nodular graphite in cast iron. An increase in the magnesium concentration of the IB mixture (more than 12 wt.%) Increases the pyro effect, the stability of the mixture’s iraxidative capacity decreases, and the residual thermal stresses of the iron in the cast iron significantly increase. Ferrosilicon in the modifying mixture in the amount of 10-18 wt. : enhances technological and mechanical1463766

а верхний предел - дл  чугунов, содержащих легирующи-е и демодифици- рующие элементы. При концентрации силикомишметалла более 30 мас.% в структуре по вл етс  структурноand the upper limit is for cast irons containing alloying and demodifying elements. When the concentration of silica-metal more than 30 wt.% In the structure appears structurally

свободньй цементит в тонких сечени х отливок, снижаетс  однородность структуры в толстых сечени х, повьшза10 ютс  остаточные термические напр жени  в отливках, ухудшаютс  форма графита и герметичность чугуна. При со- . держании силикомишметалла до,20 мас.% ухудшаютс  литейные свойс.тва, формаfree cementite in thin sections of castings, reduced structure homogeneity in thick sections, increased residual thermal stresses in the castings, reduced the shape of graphite and the tightness of cast iron. With co. holding the silicomismetal to 20 wt.%, casting properties deteriorate;

15 графита, снижаютс  раскисл юща  способность , характеристики -твердости и плотности, повышаетс  содержание неметаллических включений в чугуне.15 graphite, reduced deoxidizing ability, characteristics of hardness and density, increases the content of non-metallic inclusions in the iron.

J-.VJ-.V

20 Дл  получени  модифицируюп ей смеси используют силикоалюминий, ферросилиций , графит гранулированрый, нитриды марганца, полученные путем насыщени  азотом электротермического20 To obtain modifying the mixture, silicon alumina, ferrosilicon, graphite granulated, manganese nitrides, obtained by saturating electrothermal nitrogen with nitrogen, are used.

25 металлического марга:нца, силикомиш- металла, выплавленного в электропечи алю1-1инотермическим способом и поставл емого поплавочно в кусках массой не более 10 кг, и магний. Изкие свойства, стабилизирует раскисли- зо мельченные исходные материалы до тельную способность, снижает трещино- фракции 0,1-5 мм перемешивают в механических бегунах в течение 6-12 мин. Исходньй чугун выплавл ют в ивдукI стойкость и остатрчные термические : напр жени , повьш1ает плотность чугуна в отливках.25 metal marga: nata, silico-metal, smelted in an electric furnace, a1-1 inothermal method and supplied float in pieces weighing no more than 10 kg, and magnesium. Fine properties, stabilizes deoxidized crushed raw materials, achievable capacity, reduces cracks. 0.1-5 mm are mixed in mechanical runners for 6-12 minutes. The base iron is melted into arc heat resistance and residual thermal: stresses increase the density of the iron in the castings.

Указанные пределы содержани  гра- i фита в смеси выбраны как оптимальные I дл  данных численных значений маг- : ни  и нитридов марганца, KoTopjjie Обеспечивают повышение раскисл ющей | способности и стабильности процесса 1 модифицировани .:The indicated limits of the content of graphite in the mixture are selected as the optimal I for the given numerical values of magnesium and manganese nitrides. KoTopjjie Enhance deoxidizing | the ability and stability of the modification process 1:

Содержание графита в смеси более 14 мас.% снижает твердость, плотность , прочность чугуна и его технологические свойства; . Понижение концентрации графита менее 8 мас.%) снижает стабильность процесса модифицировани , степень усво емости магни  и увеличивает остаточные термические напр жени ,The content of graphite in a mixture of more than 14 wt.% Reduces the hardness, density, strength of cast iron and its technological properties; . Lowering the graphite concentration to less than 8 wt.%) Reduces the stability of the modification process, the degree of absorption of magnesium and increases the residual thermal stresses,

Силикомишметалл усиливает раскисл ющую способность и стабилизирует, процесс модифицировани  при некотором колебании химического состава исходного чугуна. Нижний предел силикомишметалл а примен етс  дл  модифицировани  чугунов с низким содержанием неметаллических включений , не содержащих демодификаторов.Silikomishmetall strengthens the deoxidizing ability and stabilizes, the process of modifying with some fluctuations in the chemical composition of the original iron. The lower limit of silico-metal is used to modify cast iron with a low content of non-metallic inclusions that do not contain demodifiers.

3535

4040

ционных печах следук цего химического состава, мас.%: углерод 3,5-3,7, кремний 2,0-2,2j марганец 0,3-0,5; фосфор 0,02-0,06; никель до 2,,: хром до 0,05; сера до 0,08; титан до О,(33; железо остальное. Выпуск чугуна в подогретые литейные ковши провод т при 1380-1420°С. Модифицирующие смеси, перемешанные механически в бегунах, ввод т в ковш в упакованном виде при выпуске чугуна из печи. Рас- g ход моди цируюшдх смесей 1% от массы расплава.The following furnaces of chemical composition, wt.%: carbon 3.5-3.7, silicon 2.0-2.2j manganese 0.3-0.5; phosphorus 0.02-0.06; Nickel to 2 ,,: chrome to 0.05; sulfur to 0.08; titanium to O, (33; iron else. The release of cast iron into heated casting buckets is carried out at 1380-1420 ° C. Modifying mixtures, mixed mechanically in runners, are introduced into the ladle in a packed form when the cast iron is released from the furnace. Flow g modified mixtures of 1% by weight of the melt.

Составы- модифицируюшлх смесей, используемых дл  обработки чугунов опытных плавок, а также результаты опробовани  предлагаемого состава смесей:в .сравнении с известной приведены в таблице.The compositions are the modified mixtures used to process the cast irons of the experimental heats, as well as the results of testing the proposed composition of the mixtures: in comparison with the known, they are listed in the table.

Дл  определени  склонности модифицированных чугунов к образованию гор чих трещин используют -звездо- образную технологическую пробу. Абсолютную трещиностойкость определ ют по суммарной длине трещин на поверх- ности технологической пробы. АбсолютTo determine the tendency of modified cast irons to form hot cracks, a star-like process sample is used. The absolute crack resistance is determined by the total length of cracks on the surface of the process sample. Absolute

5050

а верхний предел - дл  чугунов, содержащих легирующи-е и демодифици- рующие элементы. При концентрации силикомишметалла более 30 мас.% в структуре по вл етс  структурноand the upper limit is for cast irons containing alloying and demodifying elements. When the concentration of silica-metal more than 30 wt.% In the structure appears structurally

свободньй цементит в тонких сечени х отливок, снижаетс  однородность структуры в толстых сечени х, повьшзаютс  остаточные термические напр жени  в отливках, ухудшаютс  форма графита и герметичность чугуна. При со- . держании силикомишметалла до,20 мас.% ухудшаютс  литейные свойс.тва, формаloose cement in thin sections of castings, reduced structure homogeneity in thick sections, residual thermal stresses in castings decrease, the shape of graphite and tightness of cast iron deteriorate. With co. holding the silicomismetal to 20 wt.%, casting properties deteriorate;

графита, снижаютс  раскисл юща  способность , характеристики -твердости и плотности, повышаетс  содержание неметаллических включений в чугуне.graphite, reduced deoxidizing ability, characteristics of hardness and density, increases the content of non-metallic inclusions in the iron.

J-.VJ-.V

Дл  получени  модифицируюп ей смеси используют силикоалюминий, ферросилиций , графит гранулированрый, нитриды марганца, полученные путем насыщени  азотом электротермическогоTo obtain a modifying mixture, silicoaluminium, ferrosilicon, granite graphite, manganese nitrides, obtained by saturating electrothermal nitrogen with nitrogen, are used.

металлического марга:нца, силикомиш- металла, выплавленного в электропечи алю1-1инотермическим способом и поставл емого поплавочно в кусках массой не более 10 кг, и магний. Из5metal marga: nca, silico-metal, smelted in an electric furnace, a1-1-inothermal method and supplied float-in in pieces weighing not more than 10 kg, and magnesium. Out5

00

ционных печах следук цего химического состава, мас.%: углерод 3,5-3,7, кремний 2,0-2,2j марганец 0,3-0,5; фосфор 0,02-0,06; никель до 2,,: хром до 0,05; сера до 0,08; титан до О,(33; железо остальное. Выпуск чугуна в подогретые литейные ковши провод т при 1380-1420°С. Модифицирующие смеси, перемешанные механически в бегунах, ввод т в ковш в упакованном виде при выпуске чугуна из печи. Рас- g ход моди цируюшдх смесей 1% от массы расплава.The following furnaces of chemical composition, wt.%: carbon 3.5-3.7, silicon 2.0-2.2j manganese 0.3-0.5; phosphorus 0.02-0.06; Nickel to 2 ,,: chrome to 0.05; sulfur to 0.08; titanium to O, (33; iron else. The release of cast iron into heated casting buckets is carried out at 1380-1420 ° C. Modifying mixtures, mixed mechanically in runners, are introduced into the ladle in a packed form when the cast iron is released from the furnace. Flow g modified mixtures of 1% by weight of the melt.

Составы- модифицируюшлх смесей, используемых дл  обработки чугунов опытных плавок, а также результаты опробовани  предлагаемого состава смесей:в .сравнении с известной приведены в таблице.The compositions are the modified mixtures used to process the cast irons of the experimental heats, as well as the results of testing the proposed composition of the mixtures: in comparison with the known, they are listed in the table.

Дл  определени  склонности модифицированных чугунов к образованию гор чих трещин используют -звездо- образную технологическую пробу. Абсолютную трещиностойкость определ ют по суммарной длине трещин на поверх- ности технологической пробы. АбсолютTo determine the tendency of modified cast irons to form hot cracks, a star-like process sample is used. The absolute crack resistance is determined by the total length of cracks on the surface of the process sample. Absolute

00

ные значени  плотности определ ют на ставдартных литых образцах 030 мм, а раскисл ющую способность - по концентрации экстрагированного кислорода из модифицированного и немодифицированного чугуна. Пробы на содержание кислорода отбирают при 1350-5°С.The total density values are determined on standard cast samples of 030 mm, and the deoxidation capacity is determined by the concentration of extracted oxygen from modified and unmodified cast iron. Samples for oxygen content are taken at 1350-5 ° C.

ти смеси. Экономи  от применени  смеси составл ет 5,1-13,6 руб/т чугуна .these mixtures. The economy from the use of the mixture is 5.1-13.6 rubles / ton of pig iron.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Определение ударной в зкости проМодифииирующа  смесь дл  чугуна, содержаща  магний, графит, силикомрш- вод т на образцах 10-10-55 мм с V-об-ig еталл и ферросилиций, от л и ч а - разным надрезом глубиной 2 мм. Ста-;о п а   с   тем, что, с целью повьппепень усвоени  компонентов модифицирующей смеси определ ют по суммарному усвоению нитридов марганца, графита , РЗМ, кремни , алюмини  и магни  от их d6дepжaни  в модифицирующей смеси.. Определение содержани  компонентов провод т методом дифференцированного .количественного анализа на пробах, вз тых из литых образцов.Determination of toughness of a modifying mixture for cast iron containing magnesium, graphite, silica gel on samples of 10-10-55 mm with V-for-metal and ferrosilicon, from l and h - with a different notch with a depth of 2 mm. The fact that, for the purpose of mastering the components of the modifying mixture, is determined by the total absorption of manganese, graphite, rare-earth metals, silicon, aluminum and magnesium nitrides from their d6 content in the modifying mixture. The determination of the content of components is carried out by the method of differentiated Quantitative analysis on samples taken from cast samples. Как следует из полученных результатов , применение предлагаемой смеси приводит к повышению на 15-20% механических свойств чугуна, его плотности и трещиноспособности за счет « более высокой раскисл юп1ей способносСмесьAs follows from the obtained results, the application of the proposed mixture leads to an increase of 15-20% of the mechanical properties of cast iron, its density and fracture capacity due to "a higher level of ability to mix // ти смеси. Экономи  от применени  смеси составл ет 5,1-13,6 руб/т чугуна .these mixtures. The economy from the use of the mixture is 5.1-13.6 rubles / ton of pig iron. Формула изобретени Invention Formula шь; механических свойств, трещикостой- кости и плотности чугуна путем улучшени  раскисл ющей способности сме- 5 си, она дополнительно содержит сили- коалюминий и нитриды марганца при следующем соотношении компонентов, мас.%:sh; mechanical properties, cracking resistance and density of cast iron by improving the deoxidation ability of the mixture, it additionally contains silicon-aluminum and manganese nitrides in the following ratio, wt.%: Магний7-12Magnesium 7-12 Графит8-14Graphite8-14 СиликомишметаллSilikomishmetal Ферр осилицийFerr osilitsy 00 Силико алюминий 5 Нитриды марганцаSiliko Aluminum 5 Manganese Nitride 20-30 10-18 15-2020-30 10-18 15-20 11-3511-35 Продолжение таблицыTable continuation