Обработка металла (расплава) в жидком или вязком состоянии в литейных формах: .прочие способы воздействия на структуру зерна или строение материала, выбор компонентов для этого – B22D 27/20

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления корпусов контейнеров для транспортировки отработавшего ядерного топлива и других радиоактивных отходов. Способ включает выплавку чугуна, сфероидизирующую обработку его в разливочном ковше, графитизирующее модифицирование в заливочной чаше литейной формы. Сфероидизирующую обработку осуществляют в реакционной камере разливочного ковша, на дно которого послойно размещают сплавы Si-Ba, Ni-Mg и Si-Mg в количестве 1,8-2,2% от массы исходного чугуна, и накрывают их слоем стружки железоуглеродистого сплава. Модифицирование осуществляют быстрорастворимыми модифицирующими литыми вставками и смесью лигатур в количестве 0,4-0,7%, состоящей из сплавов Si-Mg и Si-Ba в соотношении 1:1. Достигается устранение дефектов микроструктуры, получение преимущественно ферритной металлической основы высокопрочного чугуна в литом состоянии и повышение изотропности структуры и механических свойств металла по сечению толстостенной отливки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к химическому составу и технологии получения лигатурных прутков для модифицирования зеренной структуры слитков из алюминиевых сплавов. Лигатурный пруток содержит, мас.%: скандий 0,8-1,5, цирконий 0,8-1,5, по крайней мере один из элементов: марганец до 0,10, хром до 0,10, титан до 0,10, молибден до 0,10, железо до 0,30, кремний до 0,20, алюминий - остальное. Лигатурный пруток Al-Sc-Zr обеспечивает получение слитков из алюминиевых сплавов с предельно измельченной зеренной структурой, что позволяет максимально возможно уменьшить склонность к горячим трещинам в процессе литья слитков из алюминиевых сплавов и к холодным трещинам после окончания литья, при этом возрастает технологическая пластичность слитков при их обработке давлением и повышается комплекс служебных свойств готовых полуфабрикатов, например профилей, поковок, листов, штамповок, плит, полученных из слитков с недендритной структурой. 6 табл., 1 пр.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в машиностроении, автомобиле- и тракторостроении при производстве отливок из высокопрочного чугуна с вермикулярной формой графита внутриформенным модифицированием. Способ включает засыпку в реакционную камеру литниковой системы навески модификатора в виде лигатуры Fe-Si-РЗМ, обеспечивающей начальную концентрацию РЗМ в расплаве чугуна 0,075%, затем после сборки литейной формы укладывают в ее заливочную чашу для графитизирующего предмодифицирования кусок ФС75 массой 0,24-0,46% от металлоемкости формы и заполняют расплавом чугуна из печи. Изобретение обеспечивает стабильное получение в структуре чугуна полностью вермикулярной формы графита по площади всех сечений отливки без образования включений свободного цементита. 6 ил.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при модифицировании расплава стали добавками в виде композитного материала, содержащего высокую объемную долю специально изготовленных частиц. Материал включает композицию частиц (X _aS_b) или (X_aO_b) и элемент X, где X - один или несколько из элементов, выбранных из группы Се, La, Pr, Nd, Y, Ti, Al, Zr, Ca, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, B, Nb, Mo и Fe, и S - серу, О - кислород, где указанный материал дополнительно содержит кислород, серу, углерод и азот, причем «а» и «b» - произвольные положительные числа, которые определены суммарным содержанием элементов S, О, С, N и X, где содержание серы или кислорода находится между 2 и 30% от массы указанного материала, в то время как суммарное содержание кислорода или серы, углерода и азота, и указанных других элементов, выбранных из группы X, находится между 98 и 70% от массы указанного материала, и указанный материал содержит высокую объемную долю частиц (X_aS_b) или (X_aO_b ), встроенных в металлическую матрицу X. Изобретение позволяет разработать композитный материал, который добавляют к жидкой стали до операции литья в качестве мощных центров гетерогенного зародышеобразования для кристаллов железа во время отверждения и последующей термомеханической обработки стали. 6 н. и 25 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению корпусов контейнеров для хранения и транспортировки отработавшего ядерного топлива и других радиоактивных отходов. Способ включает выплавку чугуна в двух печах, сфероидизирующую обработку жидкого чугуна в разливочном ковше. Чугун переливают в заливочную чашу, вмещающую весь необходимый для заливки в форму жидкий чугун. Литейная форма состоит из внешнего бокового кокиля, верхней и нижней полуформ и центрального охлаждаемого стержня. В заливочной чаше осуществляют модифицирование чугуна смесью микрокристаллических лигатур, составляющей 0,21-0,6%. Модифицирующая смесь состоит из сплавов Si-Mg, Si-Ba и Si-РЗМ, взятых в соотношении 1:1:(0,5 1,0). Заливку чугуна в полость литейной формы производят одновременно через все питатели заливочной чаши после гомогенизирующей выдержки в ней в течение 1 5 минут. Достигается устранение дефектов структуры литья, измельчение структурных составляющих и повышении изотропности свойств металла по сечению отливки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к металлургии. Способ включает введение в расплав в кристаллизаторе частиц оксида алюминия в виде прутка. Пруток изготовляют путем помещения гранул из алюминиевого сплава в контейнер, его нагрева и прессования с дроблением оксидной пленки гранул на дисперсные частицы при формировании прутка в отверстии фильеры пресса. Обеспечивается дисперсное упрочнение алюминиевого сплава частицами оксида алюминия, повышение пластичности сплава и упрощение технологии изготовления гранул. 1 табл.

Изобретение относится к способу производства жидко-твердой металлической композиции и устройству для реализации этого способа. Способ включает загрузку в сосуд (2) расплавленного сплава (3), перемешивание расплавленного сплава (3) при охлаждении, причем перемешивание выполняют посредством механической мешалки (5), и загрузку в сосуд (2) твердого сплава (6). Твердый сплав прикрепляют к мешалке (5) и загружают в сосуд (2) посредством мешалки (5). Количество твердого сплава (6) выбирают так, что в расплавленном сплаве (3) за счет энтальпийного обмена между твердым сплавом (6) и расплавленным сплавом (3) образуются твердые частицы (7) в количестве от по меньшей мере 1 мас.%, но не более 65 мас.%. По меньшей мере часть добавленного твердого сплава (6) расплавляется за счет тепла, передаваемого ему расплавленным сплавом (3). Устройство содержит сосуд (2) с расплавленным сплавом (3) и по меньшей мере одну механическую мешалку (5), причем указанный твердый сплав (6) прикреплен к указанной мешалке (5) и загружен в сосуд (2) посредством мешалки (5). Разрабатывается способ и устройство, обеспечивающие быстрое формирование жидко-твердого сплава, в котором твердые частицы распределены гомогенно, при этом исключается образование твердого дендритного каркаса при дальнейшем охлаждении указанного сплава при отсутствии дополнительного перемешивания. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения прочности чугунной отливки осуществляют выплавку чугуна, заливку его в неметаллические формы, кристаллизацию отливок и нагрев отливки, находящейся в неметаллической форме в индукционной печи, до 1147-1300°C с выдержкой 0,2-0,5 ч. 1 табл.

Группа изобретений относится к области литейного производства. Способ включает использование литейной формы с литниковым каналом, часть которого выполнена в виде спирали. За спиральным участком литниковый канал разделен в плоскости перпендикулярной оси спирали на два канала для подведения расплава к периферийной и центральной зоне рабочей полости литейной формы соответственно. Для внутриформенной модифицирующей обработки расплава используют смесь, включающую компонент, плотность которого превышает плотность расплава или имеющий больший размер частиц, предназначенный для модифицирования части расплава, заполняющего периферийную зону рабочей полости, и компонент, плотность которого меньше плотности расплава или имеющий меньший размер частиц, предназначенный для модифицирования части расплава, заполняющего центральную зону рабочей полости. Достигается обеспечение дифференцированных свойств различных частей отливки в соответствии с их функциональным назначением. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает нагрев расплава до температуры 1300°С, выдержку при этой температуре в течение 5 мин и обработку расплава наносекундными электромагнитными импульсами в течение 10 мин. Достигается повышение жаростойкости и коррозионностойкости меди. 2 ил.

Изобретение относится к литейному производству. Способ включает нагрев и электромагнитную обработку расплава наносекундными электромагнитными импульсами. Расплав нагревают до температуры 1500°С и выдерживают при этой температуре в течение 5 минут. Электромагнитную обработку расплава проводят при температуре 1350°С в течение 10 минут. Достигается повышение теплопроводности и жаростойкости расплава. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии. Расплав нагревают до температуры 900°С. После стабилизации температуры расплав обрабатывают наносекундными электромагнитными импульсами в течение 10-15 минут, затем охлаждают до комнатной температуры. Достигается повышение теплопроводности алюминия и силумина. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к литейному производству, в частности к ковшевому или внутреформенному модифицированию чугуна, сталей и цветного литья для повышения прочностных, износостойких и пластических свойств изделий. Комплексный модификатор содержит компоненты при следующем соотношении, мас.: карбид кремния 0,2-76, медь 0,2-57, силицид магния 0,2-47, карбид титана 0,1-51, кальций 0,1-56, карбид вольфрама 0,1-52, нитрид бора 0,5-28, карбид ванадия 0,3-39, карбид ниобия 0,5-46, нитрид церия 0,5-27, силицид хрома 0,1-81, карбид тантала 0,3-28, нитрид алюминия 0,5-49, борид молибдена 0,4-71, карбид молибдена 0,4-52, борид ванадия 0,1-36, борид вольфрама 0,2-70, карбид бора 0,1-45, нитрид титана 0,5-60, борид титана 0,1-50, карбид циркония 0,2-59, нитрид циркония 0,5-40, борид циркония 0,1-25, нитрид кремния 0,2-70, борид ниобия 0,5-15, борид хрома 0,1-65, карбид магния 0,2-35, нитрид магния 0,5-20, борид магния 0,2-15, карбид церия 0,1-50, силицид церия 0,2-40, борид церия 0,1-45. Изобретение позволяет снизить брак по литейным изделиям, повысить механические и прочностные характеристики, повысить износостойкость и жаропрочность изделий, изготовить материалы, например металл, кирпич, резина, ткань для уменьшения или устранения радиоактивного воздействия. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении отливок с повышенными механическими свойствами отливок. Перед заливкой расплава в литейную форму, при температуре ниже точки плавления цементита, расплав модифицируют наночастицами цементита. Достигается улучшение структуры отливок.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам позднего модифицирования чугуна таблетированным модификатором в процессе разливки его через узел фильтрации со скоростью потока от 1 до 60 см/с с получением отливки. Узел фильтрации содержит таблетку в виде агломерированного порошкового модифицирующего сплава и фильтра в виде тугоплавкого пористого материала, который пропускает частицы только менее 10 мкм, а порошковый модифицирующий сплав таблетки имеет гранулометрический состав, содержащий 100% по массе частиц менее 2 мм; 30-70% по массе частиц между 50-250 мкм и менее 25% по массе частиц меньше 50 мкм. Модифицирующая таблетка имеет скорость растворения, по меньшей мере, 1 мг/с, но не более 320 мг/с и содержит приблизительно 40-99,9% по массе носителя, содержащего ферросилиций. Модифицирующая таблетка дополнительно содержит приблизительно 0.1-60% по массе, по меньшей мере, один модифицирующий агент, выбранный из группы, включающей церий, стронций, цирконий, кальций, марганец, барий, висмут, магний, титан и алюминий, или из редкоземельных металлов. Изобретение позволяет использовать модифицирующие таблетки на основе ферросилиция в контакте с фильтрующим элементом и получать литейный чугун со структурой, свободной от карбидов железа. 5 н. и 40 з.п. ф-лы, 2 табл.

Способ относится к области литейного производства, в частности к производству чугунных валков. Центробежное литье осуществляют в формы, содержащие кокиль с покрытием на рабочей поверхности. Заполнение формы осуществляют металлом рабочего слоя, модифицированным ферросилицием и теллуром с временной выдержкой между присадками модификаторов, затем производят выдержку для кристаллизации рабочего слоя и последующее заполнение формы металлом сердцевины. Расход модификаторов выдерживают по соотношению Q_Te=1,68(K _г-1)+(2,087-1,575· +0,746· ²-0,08· ³), Q_Te:Q_FeSi =0,0015...0,002, где О_Те; Q_FeSi - расход теллура и ферросилиция, г на тонну жидкого металла. К_г - коэффициент графитизации, - толщина теплоизолирующего покрытия на рабочей поверхности кокиля, мм, а время от карбидостабилизирующего модифицирования до заливки металла в форму должно составлять 2...5 минут. Модифицирование теллуром в комплексе с ферросилицием повышает качество валков и увеличивает выход годного литья.

Изобретение может быть использовано при изготовлении отливок с износостойкой поверхностью. В нагретую и вращающуюся изложницу засыпают порошок псевдосплава с добавками и заливают чугун. Залитый в жидко-твердом состоянии чугун быстро затвердевает, отдавая тепло порошку псевдосплава. Порошок расплавляется, не смешиваясь с затвердевшим чугуном, и образует на поверхности отливки износостойкий слой. Изобретение обеспечивает расширение номенклатуры отливок.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу предсказания микроструктуры, получаемой при затвердевании расплавленных чугунов с компактным и сфероидальным графитом. Для получения отливок из чугуна с компактным и сфероидальным графитом одновременно регистрируют, по меньшей мере две, кривые охлаждения в центральной и периферийной зонах на расстояниях r₁, r₂ соответственно от центра кристаллизатора для пробы. На основе полученной информации получают, по меньшей мере, две кривые выделения тепла. Сравнивают кривые выделения тепла с предварительно определенными кривыми выделения тепла, соответствующими известным концентрациям модификаторов структуры. Причем предварительно определенные кривые выделения тепла получены при таких же условиях, что и на предыдущих этапах. На основе этого сравнения определяют количество модификатора структуры, подлежащего добавлению в расплав, и на основе этого управляют подачей точного количества в расплав, после чего выполняют операцию литья. Способ предсказания микроструктуры выполнят при использовании системы компьютерного регулирования. Компьютер имеет доступ к данным тарировки, например, для предварительно зарегистрированных кривых моделирования, соответствующих известному количеству модификатора структуры, в запоминающем устройстве и рассчитывает количество модификатора структуры, которое следует добавить в расплав. Изобретение позволяет разливать чугун с компактным и сфероидальным графитом на крупномасштабном промышленном предприятии за счет точного и надежного предсказания микроструктуры отливок компьютером. 5 н. и 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение может быть использовано при изготовлении цилиндрических деталей с износостойкой внутренней поверхностью. Способ включает заливку стали во вращающуюся форму и засыпку после затвердевания стали порошкообразного псевдосплава. Засыпку псевдосплава осуществляют при охлаждении отливки до 1200°С, при которой происходит его расплавление. На отливке образуется внутренний износостойкий слой с высокой твердостью. Ввод в псевдосплав нанопорошков карбидов в количестве 0,1% обеспечивает повышение механических свойств внутреннего слоя отливки. Изобретение обеспечивает упрощение процесса получения отливок, сокращение расхода порошкообразных материалов. 2 з.п. ф-лы.