ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Цель - повышение прочности и снижение стоимости получения высокохромистых белых износостойких чугунов.

Способ получения высокохромистых белых износостойких чугунов включает выплавку, последовательное раскисление и модифицирование жидкого металла, операцию модифицирования ведут металлическим магнием или магнийсодержащим веществом в количестве, обеспечивающим ввод в жидкий чугун магния 0,15-0,40 % от массы металла.

Обработка чугуна магнием приводит к очистке чугуна от поверхностно-активных элементов (рафинированию) и созданию ультрадисперсных центров кристаллизации с образованием мелкодисперсной карбидной фазы.

Получение мелкодисперсной структуры позволяет существенно повысить прочностные свойства, при этом одновременно повышается и износостойкость.

Измельчение зерна основы металла и глобулизация карбидов положительно сказывается на обрабатываемость износостойких чугунов лезвийным инструментом. Улучшение обрабатываемости отмечается у отожженных чугунов,

Способ осуществляется следующим образом.

Жидкий металл, нагретый до 1500-1550°С, перед его выпуском и модифицированием раскисляют алюминием или ферротитаном из расчета присадки 0,05-0,10 % от массы металла.

Ввод металлического магния осуществляется с помощью колокольчика, удерживающего от всплывания, либо с помощью герметизированного ковша или автоклава.

В случаях использования магнийсодержащих веществ (лигатур), ввод их в жидкий металл может осуществляться в обычных открытых ковшах.

Предложенный способ получения высокохромистых износостойких чугунов рекомендуется использовать для сплавов с содержанием хрома от 2 % и более, с включением других легирующих компонентов, как, например, никель, бор, титан, молибден и др.

Пример конкретного осуществления способа.

С целью промышленного опробования выплавку износостойкого чугуна производили в индукционной печи ИСТ-0,06 с кислой футеровкой.

В качестве исходного чугуна для исследования принят износостойкий чугун марки ИЧХ20РТ (а.с. 393352).

Выплавку металла осуществляли методом сплавления. Шихту, состоящую из передельного чугуна, стального лома, феррохрома, ферробора и ферротитана, расплавили в индукционной печи и перегревали до 1500-1550°С.

При выпуске металла из печи в ковш его раскисляли алюминиевым или ферротитаном в количестве 0,05-0,10% от массы металла.

Модифицирование производили металлическим магнием путем погружения в жидкий металл с помощью колокольчика. Наполнение металла осуществляли на 2/3 высоты ковша с целью предотвращения выброса металла, связанного с реакцией модифицирования.

Модифицирование магнием осуществляли из расчета его ввода от 0,1 до 0,4% от массы металла.

Разливку металла по формам производили при температуре 1380-1450°C.

Результаты физико-механических свойств, связанные с модифицированием износостойкого чугуна в зависимости от количества введенного модификатора магния приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно, что влияние магниевого модификатора заметно уже при вводе его в количестве 0,1 % от массы металла.

Более заметный и существенный рост прочностных свойств и износостойкости наблюдается при вводе модификатора в количестве 0,15 и более от массы металла.

При введении магния в количестве 0,2 и 0,3 % рост прочностных свойств и износостойкости достигает максимума и снижается лишь при введении модификатора в количестве 0,4 %.

Таким образом, модифицирование магнием (магнийсодержащими веществами) рационально производить с введением магния в расплав износостойких хромистых чугунов в пределах 0,15-0,40 % от массы металла.

Модифицирование магнием износостойких чугунов повышает их прочностные свойства. Предел прочности при растяжении возрастает в сравнении с немодифицированным в 1,5-2,0 раза, ударная вязкость в 1,5 раза, а износостойкость в 1,3-1.5 раза.

Таблица