Способ получения легированного чугуна

Способ получения легированного чугуна

, О П И С А Н И Е! 0i) 558050

Республнк д БРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВКДЕТбйЬСТВУ

Г ф% » (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 14.11.75 (21) 2189155/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.77. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 28.06.77 (51) М. Кл 2 С 21С 1/00

Совета Министров СССР пв делам нзооретеннй н открытий (53) УДК 621.745(088.8) (72) Авторы изобретения

А. Е. Глинский, А. А. Аникии, В. H. Лупол, H. Il. Шабуров и A. Ф. Максюшин

Саратовский институт механизации сельского хозяйства им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГИРОВАННОГО ЧУГУНА

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению высококачественного чугуна, например, для производства отливок шарикоформирующих дисков.

Известны способы получения чугуна для производства отливок шарикоформирующих дисков, по которым осуществляют выплавку чугуна на шихтах, содержащих легирующие элементы (никель, молибден, хром) . Однако использование чугуна, легированного только никелем, молибденом и хромом, не обеспечивает получение необходимой износостойкости чугуна после закалки и отпуска.

Известен способ получения чугуна для производства отливок шарикоформирующих дисков, по которому производят его выплавку на шихте, содержащей легирующие элементы (никель, молиоден, хром), и модифицируют силикокальцием при 1560 †16 С (1).

Недостаток указанного спосооа состоит в том, что он не обеспечивает необходимую износостойкость дисков, несмотря на высокую степень легированности их хромом, никелем и молибденом. Имеющиеся в расплаве поверхностно-активные элементы, например кислород и сера, образуют при кристаллизации чугуна по границам зерен окисные и сульфидные пленки, ослабляющие межкристаллитные связи, в результате чего износостойкость чугуна снижается.

Известен также способ получения легированных чугунов, включающий проплавление исходной шихты, содержащей легирующие элементы, скачивание шлака и введение ит5 трия (21. Однако известный способ не обеспечивает качественное введение в расплав элементов с температурой плавлепия выше 1250 С и достаточно полное удаленис пз расплава серы и газов.

По предлагаемому способу для снижения содержания в расплаве серы и газов и повышения качества металла после расплавления шихты расплав перегревают до 1420 — 1440 С, 15 а после введения иттрия расплав перемешивают в течение 3 мин и вторично скачпвают шлак.

Высококачественный чугун, например, для производства шарикоформирующих дисков вы20 плавляют на шихте, содержащей легирующие элементы с применением передельного чугуна и отходов стали подшипникового производства, никеля, ферромолибдена и феррохрома. При этом с целью рафинирования расплава по га25 зам и сере после расплавления шихтовых материалов и перегрева расплава до 1420—

1440 С скачнвают ооразовавшпйся шлак и вводят металлический иттрий, производят перемешивание металла в течение 3 мин и вновь уда30 ляют образовавшийся шлак.

Составитель А. Кондратьев

Техред М, Семенов

Корректор Н. Аук

Редактор H. Корченко

Заказ 11б7/8 Изд. № 452 Тираж 690 Подписи Ае

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, Z

Пример. В кислой электрОдуговоЙ Il;I;I IIII-!

1 кl!ио. Ой Ilc Iè Выплав 15110T жслезоуглеродистый расплав. Плавку ведут на шихте, содери;ащсй 50 — 55% передельного чугуна и 30—

35е!о Отходов стали подшипникового производства. Шихтовка чугуна обеспечивает в получаeëî. расплаве следующее соотношение элементов, вес. !II. С 2,6 — 2,9; Si 2,0 — 2,3; Мп

0,9 — 1,1; Сг 0,6 — 0,8; М 1,9 — 2,1; Мо 0,6 — 0,8.

После получения расплава е!го перегревают до 1420- — 1440 C и скачивают образовавшийся шлак. Затем вводят на поверхность расплава металлический иттрий, производят трехминутное персмешивание металла, в процессе которого иттрий взаимодействует с кислородом и серой, находящимися в расплаве. Образующ11сс!! Б 1)езультате ВзапмодеЙствия с иттрием окислы иттрия и сульфиды иттрия переходят з шлак. После окончапия перемешивания мега;Iëà вторично скачивают образовавшийся и,!ак.

8 результате получается чугун, имеющий после закалки и отпуска в сечениях до 120 мм мартенситно-карбидную основу, обладающую высокой износостойкостью.

Способ получения легированного чугуна, включающий расплавление шихты, содержащей легирующие элементы, скачивание шлака и введение иттрия, отличающийся тем, 10 что, с целью снижения содержания в расплаве серы и газов и повышения качества металла, по расплавлении шихты расплав перегревают до 1420 †14 С, а после введения иттрия расплав перемешивают в течение 3 мин и вторич15 но скачива!от шлак.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Л. А. Олендер «Технология и оборудова20 ние шарикового производства», изд. «Высшая школа», Минск, 1974, с. 159 — 160.

2. Патент Франции № 1290564, кл. С22С, 1962.

Источник

О производстве литья

Популярные статьи

• 

Обучающий PDF-мануал «5 способов эффективно вложить 1000+ руб»

Модные часы для успешных

Свежие записи

Ноябрь 2021

Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30

Блок подписки

Согласие на получение новостей с сайта

Что такое легированный чугун

Что такое легированный чугун — это чугун подвергшийся дополнительному введению одного или нескольких элементов.

Применение легированного чугуна для различных литых деталей основано на том, что легирующие элементы улучшают механические, физические, химические и эксплуатационные свойства.

В зависимости от степени легирования чугун можно разделить на три группы. Низколегированный с содержанием легирующих элементов до 3%, среднелегированный с содержанием элементов 3-10% и высоколегированный с содержанием элементов выше 10%.

Низколегированный чугун

Низколегированный чугун используют как конструкционный материал. Металлическая основа этого чугуна мало отличается от обычного серого чугуна.

В низколегированном чугуне легирующие элементы способствуют выравниванию структуры по сечению отливки и измельчению кристаллического строения. Это приводит к повышению механических и эксплуатационных свойств чугуна. Кроме того, легированный чугун легче поддается термической обработке.

Среднелегированный чугун

Среднелегированный чугун характеризуется особой мартенситной структурой, которая обеспечивает высокую износостойкость деталей как при нормальной, так и при повышенной температуре.

Высоколегированный чугун характеризуется ферритной или аустенитной структурой, которая придает чугуну особые физические или химические свойства, поэтому этот чугун применяют для коррозионностойких, жаростойких, немагнитных отливок.

Влияние легированных элементов на свойства чугунов

В зависимости от содержания преобладающего элемента легированный чугун разделяют на никелевый, хромистый, хромоникелевый, медистый, молибденовый, марганцевый, алюминиевый и другие.

В настоящее время наибольшее распространение находит чугун, легированный хромом и никелем. Данный чугун преимущественно используют для отечественных машиностроительных деталей, работающих на износ при трении.

В отдельных случаях для придания этому чугуну дополнительных свойств в его состав вводят еще и другие элементы, но называют его тогда уже не хромоникелевым, а по названию введенного элемента, например, молибденовым, ванадиевым и т.д.

Низколегированный чугун

приведены различные составы низколегированного чугуна с указанием его назначения. Молибден вводится в чугун в тех случаях, когда требуется повышенная жаропрочность, т.е. сохранение механических свойств при повышенных температурах.

В качестве антифрикционного материала как заменителя оловянных бронз применяют специальный низколегированный антифрикционный чугун. Табл2

Структура антифрикционного чугуна должна быть перлитной, с равномерным распределением графита.

Высоколегированный чугун

Высоколегированный чугун применяют для деталей, работающих в особых условиях:агрессивная среда, высокая температура и другое. Высоколегированный немагнитный чугун имеет аустенитную структуру, хорошо работает на износ, обладает хорошей коррозионной стойкостью. Немагнитный чугун применяют в электротехнической и машиностроительной промышленности. Химический состав высоколегированного чугуна может быть различным см табл 3

Этот чугун хорошо обрабатывается.

Легированный чугун с жаростойкими свойствами устойчиво работает при высоких температурах-до 1200°С.Во многих случаях такой чугун обладает и высокой коррозионной стойкостью.

В таблице приведены типичные составы жаростойкого и коррозионностойкого чугуна.

Высокохромистый жаростойкий чугун, несмотря на высокую твердость (Н_в=250 – 400), удовлетворительно обрабатывается режущим инструментом.

С увеличением содержания углерода и кремния твердость высокохромистого чугуна понижается. Объемная усадка высокохромистого чугуна см таблицу

Линейная усадка этого чугуна колеблется от 1,5 до 2,7%. Большая усадка высокохромистого чугуна требует хорошего питания отливок, что осуществляется установкой прибылей.

Отделение прибылей производится механическим способом, так как применение для этой цели электродуги приводит к образованию трещин. В практике широко применяют легкоотделяемые прибыли см рис

Чугун с высоким содержанием алюминия (20-24%) обладает высокой жаростойкостью до 1200 — 1250°С и химической стойкостью, такой чугун не магнитится, хрупкий и очень чувствителен к изменению температуры.

Сложный по составу чугун с содержанием меди, никеля, хрома и других элементов обладает повышенной жаростойкостью, химической стойкостью и в отдельных случаях немагнитными свойствами.

Из этой статьи вы узнали какими свойствами обладают легированные чугуны.

Источник

Способ производства легированного чугуна

Изобретение относится к области выплавки чугуна и может быть использовано в литейном производстве. Цель — повышение физико-механических свойств чугуна. Одну часть чугуна выплавляют и перегревают в электропечи, например индукционной, а другую — в ваг гранке, в обе части вводят легирующие присадки и смешивают обе части в ковше, причем соотношение упомянутых частей находится в пределах от 0,2 до 1,0, их перегрев составляет соответственно 1460-1480 С и 1260 — 1280°С, а разность коэффициентов графитизации не менее трех. Карбидообразующие присадки, повьш1ающие термодинамическую активность углерода в чугуне, вводят в ваграночный чугун, а графитизирующие, повьш1аю1цие ее,- в электропечной. 1 з„п. ф-лы, 1 табл. с (Л

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 2) В ) I/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2) ) 4075246/3) -02 (22) 14,04.86 (46) 07,07.88. Бюл. Р 25 (71) Днепропетровский металлургический институт им, Л,И.Брежнева и Кушвинский завод прокатных валков (72) Н.Н.Овчинников, О.В.ПузырьковУваров, В,И.Комляков, А.В.Вихров, P.Х.Гималетдинов и И.И.Бурцев (53) 669.126.8 (088.8) (56) Мишин П.П. и др. Производство высококачественных чугунов для машиностроения, — М.: Металлургия, 1983, с. 27-29.

Совершенствование процессов плавки для повышения качества чугуна в отливках. Информация С-6-1. — М.:

НИИМАШ, 1977,, с.40. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛЕГИРОВАННОГО ЧУГУНА

„„SU„„1407958 А 1 (57) Изобретение относится к области выплавки чугуна и может быть использовано в литейном производстве. Цель— повышение физико-механических свойств чугуна. Одну часть чугуна выплавляют и перегревают в электропечи, например индукционной, а другую — в ва-. гранке, в обе части вводят легирующие присадки и смешивают обе части в ковше, причем соотношение упомянутых частей находится в пределах от

0,2 до 1,0, их перегрев составляет соответственно 1460-1480 0 и 1260

1280оС, а разность коэффициентов графитиэации не менее трех, Карбидообраэующие присадки, повышающие термодинамическую активность углерода в чугуне, вводят в ваграночный чугун, а графитизирующие, повышающие ее,— в электропечной, 1 з.п ° ф-лы, 1 табл.

К „= С(Si-0, 2 (Мп — ), 7S-0,3) +

+ 0,)P + 0,4Ni — 1,2Сг — 0,4Мо +

35 где С,Si Æi,S,Р,Ni Ñã,Мо,A1 и V— массовая доля соответствующего элемента в чугуне. 40

При смешивании чугунов разность параметров графитиэации которых меньше трех единиц, эффект жидкого легирования практически не наблюдается.

Прн увеличении разности параметров 45 графитизации смешиваемых чугунов наб» людается рост прочности и ударной вязкости отливок, а также уменьшение анизотропии механических свойств по сечению отливки.

Эффект жидкого легирования заметно усиливается, когда карбидообраэующие элементы вводятся преимущественно в перегретый (1460-1480ОС) электропечной чугун, а графитизирующиев ваграночный чугун, имеющий температуру 1250-1280 С. Если же это условие на соблкдается, то даже при разности параметров графитизации чугуИзобретение относится к литейному производству и может быть исполь» зовано при выплавке чугуна.

Цель изобретения — повышение фиэи- 5 ко-механических свойств чугуна.

Способ производства легированного чугуна включает выплавку и перегрев одной части чугуна в электропечи, например индукционной, а второй — в 10 вагранке, ввод в обе части легирующих присадок и смешивание обеих частей в ковше, причем соотношение упомянутых частей находится в пределах 0,2 —

),О, их перегрев составляет соответ- 15 ственно !460″1480 С и 1260-1280 С, а разность коэффициентов графитизации — не менее трех.

Карбидообраэующие присадки, повышающие теплодинамическую активность 20 углерода в чугуне, вводят в ваграноч» ный чугун, а графитизирующие, понижающие ее, » в электропечной.

Эффективность предлагаемого спо-. соба, являющегося жидким легированием,5 определяется экспериментально при исследовании влияния активности углерода смешиваемых чугунов на механичес» кие свойства отливок. Термодинамическую . активность углерода в чугунах оценивают параметром графитизации К, который определяют по формуле нов. больше трех и механические свойства образцов явно низе, чем у отливок, полученных по предлагаемому способу. Эффект жидкого легирования связан с интенсификацией процессов диффузии легирующих элементов и углерода при смешивании чугунов и гомогенизацией расплава. На микроструктуре отливок наблюдается уменьшение длины дендритов предэвтектического аустенита. Они становятся более округльачи и короткими. Увеличивается дисперсность перлита. Микроструктура образцов поверхности и сердцевины отливок практически не отличается, Описание изменения микроструктуры образцов определяют рост механических свойств и уменьшение анизотропии по глубине отливок.

Повышение температуры чугуна, со» держащего карбидообразующие элементы, приводит к увеличению в структуре отливок дисперсности перлита и измельчению включений графита. Наи» лучшие. механические свойства наблюдаются пои температурах выше 1460 С, когда достигается гомогенность расплава, Такое влияние носит экстремаль» ный характер, и при температуре выше 1480оС в структуре чугуна появляется междендритный графит, увеличиваются размеры дендритов предэвтектического аустенита, что приводит к снижению механических свойств отливок.

Оптимальная температура перегрева ваграночного чугуна, соответствующая максимуму механических свойств отливок, находится в пределах 12501280 С.

Уменьшение температуры ваграночного чугуна ниже 1250 С приводит к укрупнению включений графита в структуре чугуна, ухудшению его формы (грубопластинчатость включений) и падению механических свойств отли» вок. Повышение температуры ваграночного чугуна вьппе !280 С приводит к повышению температуры расплава после смешивания, что увеличивает размеры дендритов предэвтектического аустенита и приводит к появлению междендритного графита.

Наилучшие механические свойства

1 и наименьшая их анизотропия по глубине отливок достигается при соотно» шенин злектропечного и ваграночного чугунов соответственно 0,2 — ) 0

Формула изобретения чт

Ударнал влэ- телень кость чугуна кг/см, иа т глубине,мм

Равность параметров графитиэапни чугунов

Вагра ночного чугуна, ФС

Степень тно» чности иэгнбеэ глуби» ние ктро- . ного аграиого улов аинэотро» пии прочности, 6-6, -1.— — .1002

Источник