Чугун
Иллюстрации
Реферат
СОЮЗ СООЕТОНИХ саннвв . РЕСПУЬЛИН за С 22 С 37 10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н в вта снамт авнавтвъатвт
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ ГЕТ СССР нн Мнюйм\вт Фьтв (21) 3305570/22-02 .(22) 24 06:.81 . (46) 15 -05 83. Бал, Э 18 (72)В..:A. Полинец, В. H.. Гончарук, И. В. Лозовой,- Л. И. Вахрушев, В. И. Овчинников, И.--A. Синега и, В. . А. Кур@юков (71)Ьрстювскийна-Дону научно-иссжщоиательсммй институт темнологии мами
ИОСТРОФНИЯ (53) 669 13 в018.2 (088.8) (56)1 : Авторское свидетельство СССР
9 461151, кл. С 22С 37/00,- 1972»
2.. Авторское свидетельство СССР
В 692889 кл.:C 22 C 37(00, 1977.. (54)(57). чУГУВ, содержащий углерод кремний, марганец, ванадий, кальций,: . бор, алюминий at железо, о- т л и ч аЯ0„„4 А
Ю Щ И и С Я ТЕМв Чтов С ЦЕЛЬЮ ПРЕДОТ вращения вцделения первичного графита в процессе кристаллизации, сокращения времени термической обработки отливок н повышения механический свойств, он дополнительно содержит висмут и.барий при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:
Углерод 2,3-3,0
Кремний 1-2
Марганец 0,2-0,9 .
Ванаднй . . 0 ° 001-0,250
Кальций 0,001-0,020
Бор . 0 001-0,050 . Алюминий 0,001-0,030
Висмут 0,001-0,010
Барий . 0,001-9,200
Мелезо Остальное
1017743
Т а б л и ц а 1
° ««М
Содержание вес.% в чътуне
° в«« «в«Авдей «а
Известный Предложенный
Компоненты ) г (з
2,90
2,65
Углерод
2 30
3 i 00
1,80
1i0O
Кремний
1,50
2i00
0,80
0 90
Марганец
0,20
0,50
0,250
0,020
Ог050
0i030
Ф
0,010
0,200
0,05
0,001
0,010
Ванадий
0,126
О, 001.
О, 020
0,010
0,005
0,097
0,015
0,003
0,005
Кальций
0,ОО1
Бор
0 i 001
0t001
0,001
Алюминий
Висмут
Барий
Остальное Остальное Остальное Остальное
Железо
Изобретение относится к области металлургии, а именно к изысканию легированных чугунов, н может быть использовано при литье машиностроительных деталей.
Известен чугун следукацего химического состава, вес.Ф
Углерод 3-3,7
Кремний 1,5-2,5
Марганец 0,5-1.5
Ванадий 0.15-0.25
Титан 0.10-0. 20
Железо Остальное
Недостатком известного чугуна являются низкие механические свойства.
Наиболее близким по технической 15 сущности и достигаемому результату является чугун (2) следующего химического состава, вес.Ф
Углерод 2,3-2,95
Кремний 1-2 20
Марганец 0,2-О,9
Ванадий 0,06-0,25
Кальций 0,001-0, 02 .Бор 0,001-0,05
Алюминий 0,001-0,01
Железо Остальное
Недостатком известного чугуна является выделение первичного графита, длительный режим термической
Обработки отливок и низкие меха- 30 нические свойства.
Цель изобретения — предотвращение выделения первичного графита в процессе кристаллизации, сокращение времени термической обработки отливок и повышение механических свойств.
Данная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, ванадий, кальций, бор, алю-, миний и железо, дополнительно содержит висмут и барий при следующем соотношении компонентов, вес.Ф
Углерод 2,3-. 3,0
Кремний 1-2
Марганец 0,2-0,9
Ванадий 0,001-0,25
Кальций 0,001-0,02
Бор 0,001-0,050
Алюминий 0,001-0,030
Висмут 0,001-0,010
Барий О,Оа1-О, 2ОО
Железо Остальное
В качестве компонентов шихты используют литейные чугуны и лом сталь" ной. Выплавку производят в индукционной печи с кислой футеровкой. После полного расплавления шихты вводят ферросилиций и ферромарганец. Перед разливкой в жидкий чугун вводят феррованадий, ферробор, алюминий, висмут и ферросиликобарий.
В табл. 1 представлев химсостав известного и предложенных чугунов,. в табл. 2 - механические свойства и структурная характеристика.
1017743
Т а б л к ц а 2
Способ
Известный Предложенный
Показатели
Наличие цемента,В
Предел прочности при растяжении,ИПа
400
580
643
542
Относительное удлинение,Ф
3 5
6,4
11,0
5,2
Твердость, НВ
155
163
159
140 ударная вязкость, кДж/м
590
620
400
Продолжительность отжига, ч
13
13
Образцы отжигают по следующему режиму: нагрев до 9504С - 4 -ч, выдержка при 950ОС. 3 ч, охлаждение до
8504С 1 ч, охлаждение до 650 С 0,5 ч, 35 нагрев до 770©С 2 ч, охлаждение от
770 до 650ОС 1 ч, охлаждение на воздухе 1 ч..
Дополнительное введение бария приводит к сокращению длительности отжи- 4Q га при термической-обработке чугуна эа счет,повышения числа графитных центров. Кроме того, барий способствует глобуляркэацик как неметаллических включений, так и граФита, очи- g5 щению границ зерен от неметаллических включений и равномерному распределению их по металлической матркце, что повьааает механические свойства чУгУна и особенно Ударную вязкость.
Введение висмута обеспечивает стабильное получение структуры белого чугуна, особенно в толстостенных отливках, вследствие увеличения отбеливающего эффекта, что исключает образованйе . первичного графита пластинчатой формы 55 в период кристаллизации и дополнительно повышает механические свойства.
Содержание в чугуне менее 0„001% висмута не обеспечивает достаточного отбелквающего эффекта для получения 60 структуры белого чугуна в отливках с толщиной стенок более 20 мм, вследствие чего во время кристаллизации образуется пластикчатый графит и ухуд.; шаются механические свойства. Прк со-gf
Количество выделения первичного графита
g отсер) э держании в чугуне менее 0,001% бария не происходит глобуляризация неметаллических включений и графита, а также очищение границ зерен от неметаллических включений, поэтому механические свойства получаются низкими. При этом образуется пониженное число графитных центров, что увеличивает продолжительность термической обработки чугуна.
Повьааение содержания в чугуне бария свыше 0,2% приводит к дополнительному образованию оксисульфидов бария, что повышает общее количество неметаллических включений в металле, понижа» ющих механические свойства чугуна.
При содержании в чугуне более 0,01% висмута в отливках наблюдается ухудшение формы графита и снижение механических свойств.
Как видно иэ приведенных данных, структура чугуна характеризуется от- сутствием выделений первичного графита и цемента при равной продолжительности. Для получения такой струк-. туры. в известном чугуне необходим более длительный режим термической обработки. Чугун превосходит известный также по механическим свойствам.
Использование предлагаемого чугу- на для изготовления деталей машин обеспечит получение толстостенных отливок без выделения первичного
1017743 тить время термической обработки чугуна, что снизит себестоимость одной тонны годного литья на 20-30 у. графита при кристаллизации, позволит уменьшить вес деталей эа счет повышения механических свойств и сокраФилиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4
Составитель Э. Петренко
Редактор Л. ЬесеМовская, техред М.Тепер Корректор C. ШЬкмар
« I ° &
Заказ. 3485/29, Tria 627 . Подписное
Вниипи Государствеинога комитета сссР по делам изобретений и открытий
113035,. Хосква, %-35, Раушская иаб.у д. 4/5