Чугун
Иллюстрации
Реферат
,SU.„101495
3(р) С 22 С 37/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Й АВТОРСНОМУ СВИДГГЕ/ВСТВУ! ф 1.»
4 »
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3353516/22-02 (22) 13. 11. 81 (46) 30.04.83. Бюл. и 16
i (72) Е. В. Колотило, О. В. ПузырьковУваров, И.И; Ануфриев, Л.Х. Иванова, А.В, Пищида.и Ю.К. Бунина (71).Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт
:(53) 669. 13.018.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
It 489806, кл. С 22 С 37/00, 1974.
2. Авторское сВдетщпьство СССР
И 523956, кл.- С 22 С 37/00, 1976. (54 )(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний,.марганец, церий, иттрий и железо, отличающийся тем, что с целью повьпиения прочности и из носостойкости, он дополнительно содержит лантан и неодим при следующем соотношении компонентов, вес.3:
Углерод 2,8-3,4
Кремний 0,8-1,8
Иарганец 0,5-0,8
Церий - : 0,04=0,06
Иттрий 0,02-0,07 . Лантан 0,04-0,06
Неодим 0,03-0,06
Железо Остальное
"958
2,8-3,4
0,8-1,8
0)5 0,8
0,04-0,06
0,02-0,07
0,04-0,06
0,03-0,06
Остальное
Углерод
Кремний
Марганец
Церий
Иттрий
Лантан
Неодим
Железо,1 101
Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к изысканию термоизносостойких и высокопрочных чугунов для отливки прокатных валков.
Известен чугун (1 следующего химического состава, вес.4:
Углерод 3-3,4
Кремний 1, 9-2,5 ,Марганец 0,6-1,2
Хром 0,1-0,4
Никель О 5" 1) 2
Церий 0,005-0,015
Лантан 0,002-0,01
Неодим 0,001-0,006
Железо Остальное
Недостатком известного чугуна является низкая износостойкость иэ-за наличия в структуре чугуна ледебурит .та.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо:" му результату является чугун (2 ) следующего химического состава, вес.Ф:
Углерод 2,8-3,3 кремний 0,5-1,2
Марганец 0,5-0,8
Церий 0,04-0,08
Иттрий 0,02-0,07
Железо Остальное
Недостатком известного чугуна яв ляются низкие прочность и износостой,.кр,сть.
, Цель изобретения - повйшение прочности и износостойкости.
Данная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, церий, иттрий и железо, дополнительно содержит лантан и нео." дим при следующем соотношении компонентов, вес. 4:
1О
Пример . Чугун выплавляют индукционной печи с кислой футеров. кой. Модифицирующие элементы (церий, иттрий, лантан, неодим ) загружают в ковш перед выпуском металла. Церий вводят в виде ферроцерия, иттрий металлический, лантан -и неодим - в виде лантан-неодимовой лигатуры сле дующего состава, вес./: (лантан +
+ неодим ) 45
Кремний 4 я
Кальций 0,4
Железо Остальное
Чугун при 1450+5 С выпускают в ковш с необходимой навеской модифи25 каторов и при достижении .1330-1340оС заливают в кокильную форму. Отливки имеют размеры: диаметр 50мм, высота
200 мм. Из этих отливок вырезают образцы для химического анализа, метал30 Лографических исследований, измерения твердости, определения пределов прочности при изгибе и разрыве и износостойкости. Испытания на износостойкость проводят на машине СМЦ-2
З5 при трении скольжения с нагрузкой
75 кг. Испытания механических свойств проводят на образцах согласно ГОСТ
1497-61, Химический состав и результы испытаний приведены в таблице.! 0149.">8
I .Ф
1 бO L о о о х
О >S х о
I (>2 I»
I -Х О
I (с(-1 о л
ОЪ м
CD л
tD
-й о л
Ю ф в
-4
Ю
LA л о>
° (LA
LA е -4
LA л
C>(le
lA л
С> О.
1 1 !
1
I
I
l. !
Э 1 о=
Х I
1. I. (.(\
Ю
«> м
Ю о ъО
Ю л о м
Ю р л
С> сО
tD л
1 t а. о
Ю сО
С>
1 1 дсР о
Э 1
t6 1
1 (О (0 i (- (О и
>S 1
Х 1 о
Э 1
S I
S I
S 1
Х б
1
1
1 л о
Ю м
С> л
С:> л
С>
CD л
С> о (с( о о (Г\
CD л
«D
LA
CD о сО
Ю л
Ю О о
-1 о
-4
С> л
С>
СО
Ю
С>
-з . Ю
Ю
I
1 .1
1
-а. (.(1
-а.
LA л о» О
tD О л
LA л
00: л
СО л
° л и
Сс( м бс(л м
00 л (М л м л м л м
I l
I
t !
I (Ъ
I- CV и
Э
t0 >S
C>I Я
z x
I (-, Cf
Э
>S
Б
Q
> . I 1
1
1
1
1
I " ° с б
1
I
1
I (6
1 и
I (-! о ! >X о
1 In о
1 ! Ip
1 X
I Х о
I C(! !
l S ,1 Z
1 IO X! °
j(,1 I
1 !
I
1
1 !
I ! !
I
1
1
I
1
1 !
t
I ! !
1 б
1
1
1
1
I
I !
I
I б
I
1
1
I
I.
Х
> L
»
:г
1 л
1 X
I I о о
1 гс(1
1 C -*.
I O (-. 1I Э Х
1 С
1 Э. a.
1 Е"
1
1 (л
1 М (1о о
cS Я аи
Э Ж
1 t(t
I (I 1
I I
1 I
Ю
1 1
1 l
1 I
1 (I ! I
I l
I 1 фi l ! ->9
1 1
1 1
l I бЧ ОЪ
lA -4 о ь л л о О . - 1 о о л о .о
01 м -Ф о .о л о о
00 Л сО m о о л л о ю О в
О CD О л л о о о
СЧ (.Г\
CD CD о
-Ф сО о л л о о
LA O л о о
СО л ° I о
00 е л л (м м б
1
I
1
1.
1
l.
1
I
I !
I.
1
1
1 .I
1
1
1
1
I
1
1
1. .I
1
I !
I
I (1
I
1
1
1 .
1
1
I
1
1
1 (I
I
1
I
1
1
I
1 б !
1
I !
1
I
I
1
I
1
I
1
1
I °
5 10149
При установлении необходимых соотношений компонентов учитывают сле-. дующее. Углерод по мере возрастания
его концентрации свыше 3,43 увеличивает в структуре колиЧество карбид- ю ной фазы, что.обеспечивает. повышение твердости, но снижает вязкость, приводя к растрескиванию и выкраши,ванию рабочего слоя. При содержании углерода ниже 2,83 возрастает вяз- 1з кость за счет увеличения содержания в структуре пластйчной высокожелезистой фазы. При этом снижается изно ,состойкость и резко .ухудшаются ли:тейные свойства (жидкотекучесть, ;усадка ).
Кремний в указанных пределах предназначен для компенсации влияния окисленности отдельных составляющих, расплава, способствует появлению в структуре чугуна графитной составляющей, снижающей модуль упругости сплава. Увеличение содержания крем" ния выше верхнего предела приводит
;к снижению физико"механических и специальных свойств вследствие ферритизации матрицы, увеличению количества высокоуглеродистых фаз. Уменьшение содержания кремния ниже нижнего предела повышает склонность к отбеливанию отливок, приводит к появлению в структуре метастабильной эвтектики с соответствующим ухудшением физико-механических и специаль ных свойств.
Содержание кремния в исходном чу гуне было на 0,43 ниже чем необходимо, Доводка по кремнию осуществляется
58 6
: в ковше с учетом содержания его в компле кс ном моди фи ка торе.
Марганец в пределах 0,5-0,83 спо-собствует обессериванию и раскислению чугуна, позволяет регулировать структуру металлической матрицы. При увеличении содержания марганца выше 0,84 укрупняется зерно и появляется транскристалличность в макроструктуре чугу на. При уменьшении содержания марганца менее 0,54 снижаются физико-меха-, нические и специальные свойства. . Церий и иттрий в указанных пределах способствуют повышению дисперсности матрицы, уменьшению условного размера карбидов, что влечет за собой повышение износостойкости. При увеличении содержания церия и иттрия выше верхних пределов происходит выделение большого количества неметаллических включений, снижающих специальные свойства чугунов, Ори содержании ниже нижних пределов церий и иттрий расходуются только на рафинирование расплава, При содержании лантана и неодима выше верхних пределов в чугуне выделяется большое количество неметаллических включений, снижающих физикомеханические и специальные свойства чугуна. При уменьшении содержания лантана и неодима ниже нижних преде". лов в структуре наряду с пластикообразной эвтектикой выделяет я ле" дебурит износостойкость такого чугуна будет значительно ниже. . Как видно из таблицы,по прочности ,и износостойкости предлагаемый чугун превосходит известный, Составитель Э, Петренко
Редактор П. Макаревич Техред Л.Пекарь: Корректор А, Дзятко
Ю ЮВ ЮВФВ \ . Заказ 3141/25 . .Тираж 627. .. : Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5
° ЮИВВВМОВОЮФ филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4