SU1548244A1

SU1548244A1 - Cast iron for aluminium alloy melting and dispensing furnaces

Info

Publication number: SU1548244A1
Application number: SU884419504A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Кобелев; Анатолий Владимирович Козлов; Иван Андреевич Дибров; Дмитрий Дмитриевич Крылов; Николай Иванович Кобылкин; Евгений Александрович Русаков; Геннадий Алексеевич Фомин
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1990-03-07

Abstract

Изобретение относитс к металлургии и может быть использовано дл производства тиглей плавильно-раздаточных печей алюминиевых сплавов. Цель изобретени - повышение эрозионной стойкости в жидком алюминиевом сплаве. Новый чугун содержит, мас.%: C 2,5-3,0The invention relates to metallurgy and can be used for the production of crucibles for melting and distributing furnaces of aluminum alloys. The purpose of the invention is to increase the erosion resistance in a liquid aluminum alloy. New cast iron contains, wt%: C 2.5-3.0

SI 2-2,4SI 2-2,4

MN 0,3-0,5MN 0.3-0.5

CR 0,2-0,4CR 0.2-0.4

NI 0,1-0,2NI 0.1-0.2

MO 0,4-0,6MO 0.4-0.6

TI 0,05-0,20TI 0.05-0.20

CU 0,6-4,6CU 0.6-4.6

WE 0,02-0,10 и FE остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна CU и BE позвол ет повысить эрозионную стойкость в алюминиевом сплаве в 1,4-2,8 раза. 1 табл.WE 0.02-0.10 and FE the rest. Additional input into the composition of the proposed iron CU and BE allows to increase the erosion resistance in aluminum alloy 1.4-2.8 times. 1 tab.

Description

Изобретение относитс к металлургии , в частности к разработке составов чугуна дл тиглей.This invention relates to metallurgy, in particular to the development of cast iron for crucibles.

Цель изобретени - повышение эрозионной стойкости в жидких алюминиевых сплавах.The purpose of the invention is to increase the erosion resistance in liquid aluminum alloys.

Выбор граничных пределов содержани компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим.The choice of the boundary limits of the content of components in the pig iron of the proposed composition is due to the following.

Введение в состав чугуна меди в пределах 0,6-4,6% способствует уменьшению в структуре количества свободного углерода, улучшению формы и характера распределени графита, образованию устойчивой при температурах плавки и выдержки алюминиевых сплавов структуры металла, концентрации медистой фазы на поверхностиThe introduction of copper in the composition of cast iron in the range of 0.6-4.6% helps to reduce the amount of free carbon in the structure, improve the shape and nature of the distribution of graphite, form a metal structure that is stable at melting and hold aluminum alloys, and concentrate the copper phase on the surface

раздела металлическа основа - графит , преп тствующей диффузии кислорода в толщу тигл и устран ющей внутреннее окисление чугуна вокруг графита, и тем самым повышению стойкости чугуна в жидких алюминиевых сплавахthe metal base section is graphite, which prevents diffusion of oxygen into the crucible and eliminates the internal oxidation of cast iron around graphite, and thereby increases the resistance of cast iron in liquid aluminum alloys

При уменьшении содержани меди в чугуне менее 0,6 мас.% резко понижаетс стойкость чугуна в жидких алюминиевых сплавах,вследствие ухудшени структуры металлической основы и включений графита и отсутстви в структуре чугуна медистой фазы, так как при такой концентрации медь полностью раствор етс в железе.When the copper content in the cast iron is less than 0.6 wt.%, The cast iron resistance in liquid aluminum alloys dramatically decreases due to deterioration of the metal base structure and graphite inclusions and the copper phase is absent in the cast iron structure, since at this concentration copper completely dissolves in the iron.

При увеличении содержани меди более 4,6 мас.% эрозионна стойСПWith an increase in the copper content of more than 4.6 wt.% Erosion resis

4four

0000

юYu

4 44 4

кость чугуна резко понижаетс из-за по влени структурно-свободного цементита (что обусловлено повышением теплопроводности расплава вследст- вие увеличени количества медистой фазы в расплаве), распадающегос при длительном контакте с жидким алюминиевым сплавом, что ведет к образованию в поверхностных сло х об- разцов и тиглей сетки мелких трещин и к ускорению разъедани чугуна.pig iron bone decreases dramatically due to the appearance of structurally free cementite (due to an increase in thermal conductivity of the melt due to an increase in the amount of copper phase in the melt), which decays during prolonged contact with liquid aluminum alloy, which leads to the formation of samples in the surface layers and the crucibles of the grid of small cracks and to the acceleration of corrosion of iron.

Введение в состав чугуна берилли в пределах 0,02-0,10 мас.% способствует повышению плотности чугуна образованию химически стойких соединений (оксидов, нитридов и др.), располагающихс в виде мельчайшей пыли по границам эвтектических зерен, и оксидной пленки на поверхности чу- гуна, в совокупности преп тствующих разъеданию его жидкими алюминиевыми сплавами.The introduction of beryllium in cast iron within 0.02-0.10 wt.% Contributes to an increase in the density of cast iron to the formation of chemically resistant compounds (oxides, nitrides, etc.) located in the form of the finest dust along the boundaries of eutectic grains, and an oxide film on the surface of - guna, in the aggregate preventing it from being eroded by liquid aluminum alloys.

При введении берилли в чугун менее 0,02 мас.% его вли ние на стой- кость чугуна в жидких алюминиевых сплавах не про вл етс , что обусловлено возможно полным его расходом на рафинирование жидкого металла . Введение берилли в чугун более 0,10 мас.% не приводит к дальнейшему повышению стойкости в жидких алюминиевых сплавах, экономически нецелесообразно из-за удорожани сплава и усложнени технологии его выплавки и изготовлени отливок .When beryllium is introduced into the cast iron of less than 0.02 wt.%, Its effect on the cast iron resistance in liquid aluminum alloys does not manifest itself, which is due to its possibly complete expenditure on the refining of the liquid metal. The introduction of beryllium in cast iron of more than 0.10 wt.% Does not lead to a further increase in durability in liquid aluminum alloys, it is not economically feasible due to the higher cost of the alloy and the complexity of its smelting technology and the manufacture of castings.

Составы известного и предлагаемого чугунов и результаты их испытаний приведены в таблице.The compositions of the known and proposed cast iron and the results of their tests are shown in the table.

Как следует из результатов испытаний , приведенных в таблице, предлагаемый чугун, по сравнению с известным характеризуетс в 1,9-2,8 раза более низкой скоростью раэъеда- ни и во столько же раз более высокой эрозионной и эксплуатационной стойкостью.As follows from the test results given in the table, the proposed cast iron, in comparison with the known, is characterized by 1.9-2.8 times lower cooling rate and as many times higher erosion and service resistance.

Чугун выплавл ют в электрической печи на шихте, включающей 60-70% стального лома и 30-40% чушкового чугуна,а также (сверх 100%) расчетное количество ферросплавов и леги- .рующих добавок дл доведени до заданного состава. При этом медь и бе- риллий ввод т в чугун в виде мед- нобериллиевой лигатуры с 9-11% Be (при необходимости ввод т еще металлическую медь). Усвоение чугуномCast iron is melted in an electric furnace on a charge that includes 60-70% of steel scrap and 30-40% of pig iron, and also (in excess of 100%) the calculated amount of ferroalloys and alloying additives to bring it to a given composition. At the same time, copper and beryllium are introduced into the cast iron in the form of a copper-beryllium ligature with 9-11% Be (if necessary, more metallic copper is introduced). Mastering cast iron

меди и берилли составл ет соответственно 98-100 и 80-90%.copper and beryllium are respectively 98-100 and 80-90%.

Чугун в печи нагревают до 1500°С и модифицируют в ковше 0,3% ферросилици с барием. Из приготовленных таким образом чугунов получают в пес чано-глинистых формах заготовки, из которых вытачивают образцы дл определени эрозионной стойкости в жидких алюминиевых сплавах.The cast iron in the furnace is heated to 1500 ° C and 0.3% ferrosilicon with barium is modified in the ladle. The cast irons prepared in this way are obtained in sand and clay forms, billets, from which samples are machined to determine erosion resistance in liquid aluminum alloys.

Образцы дл определени стойкости в жидких алюминиевых сплавах изготавливают в виде правильной пр моугольной призмы с погружаемой в расплав поверхностью, равной 80 см2. Все образцы маркируют и взвешивают.Samples for determination of resistance in liquid aluminum alloys are made in the form of a regular rectangular prism with a surface immersed in the melt equal to 80 cm2. All samples are labeled and weighed.

Испытани образцов, предварительно нагретых до 100°С, провод т их погружением в жидкий алюминиевый сплав с температурой 750 С и выдержкой в течение 120 ч. По извлечении и охлаждении образцы вновь взвешивают и определ ют потерю массы каждого образца за врем испытани .Tests of samples preheated to 100 ° C are carried out by immersing them in a liquid aluminum alloy with a temperature of 750 ° C and holding for 120 hours. After extraction and cooling, the samples are weighed again and the weight loss of each sample is determined during the test.

Об эрозионной стойкости чугуновOn the erosion resistance of cast iron

в жидком алюминиевом сплаве суд т по показател м скорости потери массы , выраженной в мг/см2.ч. При этом составы чугунов, характеризующиес меньшей скоростью потери массы, вл ютс наиболее эрозионно стойкими, а большей скоростью потери массы - менее эрозионно стойкими.in a liquid aluminum alloy, judged by the rate of weight loss, expressed in mg / cm2. However, cast iron compositions characterized by a lower mass loss rate are the most erosion resistant, while a higher mass loss rate is less erosion resistant.

Дл сравнительных испытаний выплавл ют известный состав чугуна при среднем содержании компонентов.For comparative tests, a known composition of cast iron is smelted with an average content of components.

Как следует из таблицы,дополнительный ввод в состав чугуна меди и берилли обеспечивает повышение эрозионной стойкости в 1,4-2,8 раза.As follows from the table, additional input into the composition of iron and copper and beryllium provides an increase in erosion resistance 1.4-2.8 times.

Claims

Invention Formula

Cast iron for crucibles of melting and distributing furnaces of aluminum alloys containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, titanium and iron, characterized in that, in order to increase the erosion resistance in a liquid aluminum alloy, it additionally contains copper and beryllium in the following ratio, wt.%:

Carbon 2.5-3.0

Silicon 2.0-2.4

Manganese 0.3-0.5

Chrom0.2-0.4

Nickel. 0.1-0.2 Molybdenum 0.4-0.6

Compiled by N.Kostornoy Editor I.Derbak Tehred L.Serdyukova Corrector I.Erdeyi

Order 115 Circulation 485Subscription

VNSHSHI of the State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 4/5, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 113035

™ ™ ««

Production and publishing combine Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101