CamScanner 04-03-2023 11. 43

ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА
С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ

Технология получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом включает два основных этапа: плавку и обработку чугуна добавками, сфероидизирующими графит. Получение тре­буемой микроструктуры достигается либо непосредственно в литом состоянии, либо термообработкой. •
Состав шихты должен обеспечивать получение требуемого химсостава чугуна. Обычно этот чугун имеет повышенное зна­чение углеродного эквивалента.-При ваграночной плавке в ших­те используют повышенное количество чушковых чугунов. •
При получении высокопрочного чугуна наиболее целесооб­разно применять электроплавку и особенно дуплекс-процессы. • На ВАЗе чугун для получения ВЧ выплавляют дуплекс-процес­сом дуговая печь — индукционная печь [35 . В состав шихты входит возврат, стальные отходы, графит, оерросилицнп, фер­ромарганец. Чугун на переливе в индукционную печь имеет следующий химсостав (%): 3,6—3,8 С; 1,7—1,8 Si; 0,3—0,4 Мн; ^0,012 S; й$0,06 Р; ^0,05 Сг; 0,4—0,65 Ni; 0,01—0,03 Си. Г1о сравнению с серым чугуном он имеет на 0,4% больше углерода, на 0,2 0,3% меньше Мп и очень низкое содержание серы.
Процесс плавки должен обеспечивать получение чугуна с за­данной температурой. На ВАЗе температура чугуна на выдаче из печи для марки 75-3 составляет i^->n=r
I ISO-C (по термопаре погружения), темпера’,," " нача," з°ао,7 ки по пирометру соответственно 1400 и 1370°С
’Для получения шаровидной формы графита в чугуне приме­няют обработку расплава различными модификаторами, сотеп- жашими Mg, Се, \ и другие РЗЭ, однако Mg присутствует по$- ти во всех применяемых модификаторах.
Для сфероидизации графита в высокопрочном чугуне приме­няют лигатуры Ni —Си—Mg, Ni —Си —Si —Mg, Ni —Si — Ca — Mg и другие, а также комплексные модификаторы ЖКМК, КМ и другие, в состав которых входят Mg, Ca, Si и РЗЭ.
Для получения высокопрочного чугуна применяют также цериевые модификаторы: ферроцерий '(40—55% Се, 18—25% La, 10—12% Na, 5—7% Рг), мишметалл (52% Се, 24% La, 18% Na, 5% Рг), цериевый мишметалл марок МЦ40, МЦ65, МЦ75 (цифра обозначает минимальное содержание Се), а так­же МЦМ-5, содержащий те же элементы и 4,5—7,0% Mg. При­меняются также кремнийцериевые лигатуры типа «Сиитмиш» и «Сцемиш». Однако стабильное получение шаровидной формы графита в чугуне при помощи лигатур возможно лишь для тон­костенного литья или при заливке в кокиль [7|. *
В НПО ЦНИПТМаш разработаны комплексные модифика­торы следующего состава (%): III (6—15 РЗЭ, 2—4 Mg, 4—12 Ва, 10—18 Al, 29—17 Si, Fc — ост.) и Ц2 (11 — 18 РЗЭ; 1,5— 3,5 Mg; 0,5—5,0 Al; 0,2—1,8 Zr, 12—27 Fc, Si — ост.). Эти мо­дификаторы обеспечивают стабильное получение чугуна с шаро­видным графитом, и воспроизводимость свойств металла в от­ливках с толщиной стенки до 150 мм. Расход этих модифика­торов для получения ВЧ составляет 1,2—2,0% от массы металла. При вводе 0,6—0,8% получается чугун с вермикуляриым гра­фитом [7].
"В противоположность сфероидизирующим модификаторам, некоторые элементы являются демодификаторами, в связи с чем их содержание в чугуне не должно превышать (%): 0,009 РЬ; 0,003 Bi; 0,026 Sb; 0,08 As; 0,04 Ti; 0,13 Sn; 0,3 AL Влияние демодификаторов частично или полностью устраняется добав­кой ремодифпкаторов, например Се.
При введении в чугун магния происходит его интенсивное испарение. Пары магния сгорают с выделением- белого дыма. Реакция протекает очень быстро и носит бурный характер. Для уменьшения пироэффекта применяют лигатуры с содержанием Mg не выше 12—15% или смеси как с большой плотностью,, содержащие Ni и Си, так и более легкие, содержащие Si и а.
'Для получения отливок без отбела рекомендуется после вве дения сфероидизирующего модификатора проводить вторично графитизирующее модифицирование, которое уменьшает■ дочные дефекты и внутренние напряжения. При этом в модификатора применяют ферросилиции ФС75. -
"Наиболее простым является модифицирование лигатурами в ковше./Гак, на ВАЗе лигатуру Ni —Mg —Се вводят непосред­ственно в разливочный ковш.'Вместе с лигатурой вводят ферро­силиций и легирующие добавки.. Однако в связи с тем, что ли­гатура Ni —Mg —Се дорогостоящая, большее распространение получило модифицирование чистым магнием..
• При модифицировании чугуна происходят также обессери­вание и дегазация, поэтому дозировка модификатора опреде­ляется расходом его на эти процессы, главным образом на со­единение с серой. Необходимое количество Mg можно опреде­лить по следующей формуле [32]:
Mg = [(0,04-0,l)4-0,76(S„ — S„)]-A^_1, (7.3)
где S„ и S_o — содержание серы исходное и остаточное; 0,04 —
0,1% — остаточный Mg в чугуне (0,04 — для высоко­качественных чушковых чугунов; 0,05 — для чугунов с худшими наследственными свойствами и до 0,1 — для толстостенных отливок);
А — коэффициент усвоения Mg (зависит от способа моди­фицирования и t чугуна; при введении лигатуры Ni — Mg при 1400°С А=0,6—0,7; при 1500°С А=0,4—0,5).
При недостаточном количестве остаточного Mg образуется смешанный или вермикулярный графит, а при избытке — ча­стичный или полный отбел. При введении модификатора в виде чистого магния в ковши открытого типа или в копильник при помощи колокола расход Mg в зависимости от температуры чугуна составляет 0,4—0,7%, причем чем выше температура металла, тем меньше расход магния. В составе лигатуры Mg вводится в количестве 2—2,5% от массы металла/'Расходы маг­ния и лигатур снижаются, если их вводить в специальных авто­клавах или ковшах под давлением (рис. 73, 74). При этом воз­растает температура кипения магния, обеспечивается медлен­ное парообразование и создаются условия для максимального его усвоения.чРасход магния при модифицировании в автокла­вах или герметизированных ковшах снижается до 0,2—0,35% от массы обрабатываемого металла. .

3.