Чугун
Иллюстрации
Реферат
ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец,фосфор, церий и железо , отличающийся тем, что, с целью повынения предела прочности при изгибе, ударостойкости и снижения модуля упругости, он дополнительно содержит лантан при следующем соотнетпении компонентов, мас.%: 3,2-3,8 Углерод 1фемний 2,0-3,0 Марганец 0,5-0,8 Фосфор 0,3-0,8 Церий О,16-0,2 Лантан 0,08-0,1 Железо Остальное V
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
Ч
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3528281/22-02 (22) 24.12.82 (46) !5.05.84. Бюл. И 18 (72) E.Â.Êîëîòèëî, В.Ф.Карпенко, М.Е.Рябчий, Б.В.Станиловский,Л.Х.Ива нова, В.С. Савега, И.И.Ануфриев, Ж.И.Безбах, В.М.Снаговский и Ю.К.БУнина (71) Днепропетровский ордена Трудово.го Красного Знамени металлургический институт им. Л.И.Брежнева (53) 669.15-!96(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
У 523956, кл. С 22 С 37/00, 1974.
2. Авторское свидетельство СССР
9 206109 кл. С 22 С 37/00, 1963. (54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, церий и железо, отличающийся тем, \ что, с целью повьниения предела прочности при изгибе, ударостойкости H снижения модуля упругости, он дополнительно содержит лантан при следующем соотнснпении компонентов, мас.%:
Углерод 3,2-3,8
Кремний 2,0-3,0
Марганец 0,5-0,8
Фосфор 0,3-0,8
Церий . 0,16-0,2
Лантан . 0,08-0,1
Железо Остальное е
1092200
Изобретение относится к металлургий, в частности к изысканию чугунов, применяемых для отливки мелющих тел, обладающих повышенной прочностью и ударостойкостью, 5
Известен чугун (1) следующего химического состава, мас.7:
Углерод 2, 8-3, 3
Кремний 0,5-1,2
Марганец 0,5-0,8 f0
Церий 0,04-0,08
Иттрий 0,02-0,07
Железо - Остальное
Недостатком известного чугуна является низкая прЪчность, обусловленР ная наличием в структуре большого количества хрупкой составляющей — цементита, что вызвано низким параметром графитизации (К ), т. е. мальм содержанием графитизирующего элемен- 20 та кремния.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является чугун (2$ следующего химического состава,мас.7:
Углерод 3,0-3,6
Кремний 2,0-2, 6
Марганец 0,3-0,7
Фосфор 0,1-0,3
Церий О, 03-0, 06 30
Бор 0,016-0,06
Сера До 0,05
Железо Остальное
Известный чугун характеризуется высоким модулем упругости, недоста- З5 точной прочностью и ударостойкостью из-за наличия в структуре большого количества ледебурита.
Целью изобретения является повы- 4п шение предела прочности при изгибе, ударостойкости чугуна и снижение модуля упругости.
Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, 4 кремний, марганец, фосфор,церий и железо, дополнительно содержит лантан при следующем соотношении компонентов, мас.7.:
Углерод 3,2-3,8
Кремний 2,0-3,0
Марганец 0,5-0, 8
Фосфор 0,3-0,8
Церий 0,16-0,2
Лантан 0 08-0 1
Э
Железо Остальное
При установлении необходимых соотношений компонентов учитывали следующее.
Углерод является основным элементом, определяющим количество карбидной фазы, а также структуру металлической матрицы. Увеличение содержания его свьппе 3,8Х,приводит к выделению графитных включений, снижающих твердость чугуна. При содержаниях углерода ниже 3,2Х уменьшается содержание в структуре карбидной фазы, снижающей твердость чугуна.
Кремний в указанных пределах является легирующим элементом в белых чугунах, повышающим микротвердость феррита. Кроме того, он обеспечивает получение необходимой степени графити-. зации чугуна (К ). Увеличение содержания кремния свыше 3,0 7 приводит к снижению физико-механических и специальных свойств. При снижении содержания кремния ниже 2,07. параметр графитизации К низок, а поэтому наблюдается рыхлость металла.
Марганец в пределах 0,5-0,8Х способствует обессериванию и раскислению чугуна, позволяет регулировать структуру металлической матрицы. При увеличении содержания его вьппе 0,87. увеличивается зерно, появляется транскристалличность в макроструктуре чугуна, При уменьшении содержания марганца менее 0,5Х снижаются физикомеханические и специальные свойства
Фосфор в указанных пределах споСобствует повьппению твердости и жидкотекучести белого чугуна. При содер1жаннях фосфора ниже О,ЗХ указанное влияние проявляется незначительно. При содержаниях выше 0,8Х в структуре резко увеличивается количество хрупкой фосфидной эвтектики, которая снижает износостойкость чугуна, Пример, В высокочастотной печи ЛПЗ-67 М выплавляют чугуны предлагаемого состава и прототипа и заливают в кокильные формы для вырезки образцов для испытания физико-механических свойств, а также шары диаметром 60 мм. Модифицирование осуществляют : металла прототипа — ферроцериеМ, а предлагаемого чугуна— церийпантановой лигатурой.
Отливки получают следуюших размеров: диаметр 50 мм; высота 200 мм; шар диаметром 60 мм. Из цилиндрических отливок вырезают образцы для химического анализа, металлографических исследований, измерения пределов прочности при изгибе и растяжении, 3 определения модуля упругости. Отлитые шары испытывают на ударостойкость. Испытания механических свойств проводят по стандартным методикам.
Испытание ударостойкости производят по числу ударов до разрушения литого шара при падении с высоты 6 м.
Модуль упругости определяют ультразву. ковым методом на установке УЗИС-ЛЭТИ.
Химический состав и результаты ис- 10 пытаний приведены в таблице.
1092200
Из приведенных данных видно, что модифицирование церием и лантаном в совокупности с повышенным содержанием фосфора приводит к повышению предела прочности при изгибе на 16-35 ударостойкости на 21-65Х и снижению модуля упругости на 6-18Х.
Годовой экономический эффект от замены стальных катаных шаров диаметром 60 мм литыми из чугуна предлагаемого состава составит 6547531 руб.
ГГТЛГ
Число ударов до pasруже иия
3!вавка, Ф
С 8i Ha P Ce La В
391000
727
0,08
0,08
О,!О
0,10
0,10
О, !О
0,08
0 08
0,07
0,08
3,2 2,00
3,82ОО
3,2 3,00
3,8 3,00
3,2 2 ° 00
0,50 0,30
0,50 0,80
0,50 0,80
0,50 0,30
0,80 0,30
0,80 0,80
183000
21 103
736
722
381000
23
3,8 2,00
3,2 3,00
3,8 3,00
3,5 2 ° 50
264
22
701
660
682 22
3,5 2,50
3,5 2,50
3,5 2,50
Е!
688
731
23
19
Оэ 09
О, !О!
894
0,035 568
3,5 2,50
3,3 2,30
О, l l
Прототип
Составитель Н.Шепитько
Редактор М, Ба р, Бандура Техред M.Tenep Корректор p Билак
Заказ 3210/17 Тираж 603 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
0,80 0,80
0,80 0,30
0,65 0,55
0,65 О, 55
0,65 0,5S
0,65 0,55
0,65 0,55
0,50 0,20
0,16
092Î
О, 16
0,20
0,20
0,36
0,20
0,16
0э l4
0,36
0,38
0,20
0,22
0,045
176000 !
215000,