Чугун

Чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель. молибден и железо, о т л и ч а ющ и и с ятем, что, с целью повыше ния стойкости против коробления и образования трещин в интервале температур 273-673 К, он дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод3,0-3,5 Кремний1,6-2,2 Марганец0,7-1,0 Хром0,55-0,8 Никель0,3-1,0 Молибден 0,06-0,15 Ванадий0,02-0,1 ЖелезоОстальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (!1) 3(51) С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCK0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(ТИЙ (21) 3571618/22-02 (22) 04.04.83 (46) 23.06.84. Бюл. М 23 (-72) И.Б. Гилевнч, Л.В. Богатенков и Й.А. Лопухов (53) 669.15-196(088.8) (56) 1. Колбнев И.Ф., Крымов В.В., Мельников А.В. Цветное литье из легких сплавов. Справочник литейщика.

М., "Машиностроение", 1974, с.337.

2. Авторское свидетельство СССР

9 380738, кл. С 22 С 37/ 10> 1973. (54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод, .кремний, марганец, хром, никель, молибден и железо, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше ния стойкости против коробления и образования трещин в интервале температур 273-673 К, он дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 3,0-3,5

Кремний 1,6-2,2

Марганец 0,7-1,0

Хром 0,55-0,8

Никель 0 i 3-1,0

Молибден 0,06-0,15

Ванадий 0,02-0,1

Железо Остальное

1098971

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составам чугунов с повышенной термостойкостью при температурах 273-673 К, используемых для изготовления литейных чугунных Форм, например кокилей под заливку алюминиевого или бронзового литья.

Известен чугун для изготовления .кокилей со сложной конфигурацией f1) состава, мас.%:

Углерод. 3,1-3,4

Кремний 1,4-1, 7

Марганец 0,8-1,2

Никель 0,25-0,35

Хром 0,1-0,2

Железо Остальное

Однако такой чугун имеет недостаточную износостойкость и склонен к образованию термических трещин, что отрицательно влияет на долговечность (работоспособность) кокилей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым свойствам является чугун f23 состава, мас.%: Углерод 3,2-3,8

Кремний 1,8-2,6

Марганец 0,1-0,5

Хром 0,1-0,6

Никель 0,5-3,5

Молибден 0,1-0,6

Железо Остальное

Известный чугун обладает невысокой твердостью (НВ=200-220), относительно высокой термостойкостью, предназначен для изготовления тонкостенных (до 25 мм) кокилей, обладает невысокрй пластичностью и стойкостью по короблению и трещинам.

Целью изобретения является повышение стойкости против коробления и образования трещин в интервале температур 273-673 К.

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, мо-„ либден и железо, дополнительно содер жит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод . 3,0-3,5

Кремний 1,6-2,2

Марганец 0,7-1,0

Хром 0,55-0, 8

Никель 0,3-1,0

Молибден 0,06-0,15

Ванадий 0,02-0,1

Железо Остальное

В качестве примеси чугун может содержать до 0,12% серы и до 0,2%

Фосфора.

Легирование чугуна ванадием с молибденом способствует получению мелкозернистой структуры по всему сечению кокиля с толщиной стенок

15-60 мм. Ванадий препятствует росту зерна, уменьшает падение твердос

Температура перегрева чугуна 17331763 К, температура заливки форм 5 1613 1633 К °

60 ти при отпуске, позволяет использовать высокие температуты отпуска, способствуя получению чугуна с более высокой пластичностью. Мелкозернистая и однородная структура чугуна, содержащего ванадий, обуславливает получение высоких механических свойств. Чугун с ванадием хорошо выдерживает перегрев, что позволяет проводить термическую обработку при более широких температурных интервалах.

Эффективность влияния легирования серого чугуна на уменьшение склонности отливок к образованию трещин и коробления заметно повышается (на 40-60%) при проведении отжига (нагрев до температуры 8731013 К, выдержка 1,5-4,0 ч с медленным охлажданием в печи). Отжиг снимает литейные напряжения и стабилизирует размеры чугунных отливок (кокилей) . Цель отжига — образование дисперсных фаз. Отжиг регулирует количество карбидной фазы в чугуне и степень легирования твердого раствора, что повышает пластичность чугуна. По повышению пластичности чугуна можно установить склонность

его к образованию трещин и короблению.

Сочетание ванадия с молибденом, хрома с никелем наделяет серый,чугун после термической обработки (отжига) наиболее высокой стойкостью против образования трещин и коробления при резких колебаниях температур чем при других известных сочетаниях легирующих добавок.

Никель мало влияет на величину зерна чугуна, но повышает твердость и прочность, увеличивает прокаливаемость и повышает прочность при высоких температурах. Так как кокильная оснастка работает при температурах не выше 673 К„ содержания никеля в чугуне достаточно в пределах 0,3-0,1% для обеспечения высокой прочности и твердости кокилей в процессе эксплуатации.

Микроструктура, образующаяся вчугунных отливках после отжига, наиболее полно удовлетворяет требованиям, которые предъявляются к структурам сплавов, работающих в режимах нагрев охлаждение.

Для получения чугуна предлагаемого состава металл выплавляют в индукционной тигельной печи ИЧТ-1М с кислой Футеровкой. Легирующие элементы-хром, молибден, никель и ванадий вводят в виде легированной стали в жидкую ванну. Марганец — в виде ферромарганца. За 2-3 мин до разливки чугуна вводят дробленный ферросилиций, 1098971

Т а б л и ц а 1

Содержание компонентов состава, мас.Ъ

Состав чугуна

С Si

Ип Сг Ni, Mo

О, 02 Осталь0,6

0,3

0,55

0,7

3,0 1,60 ное

0,06

0,13

0,6

0,7

О,9

3,2

0,06

0,8

0,8

0,12

0,15

0,65

189

3,0

0,80

3,5

0,1

1i0

2,2

1,0

0,3 0,25

0,41

0,9

2,1

3,4

Известный

Т а блица 2

У;тарная вязкость Твердость, ан, МДЖ/M НВ

Величина коробления поверх. кокиля, мм

Величина трещины в углах кокиля, MM

Состав чугуна

Термообрабо танное состоя ние

Литое состояние

Термообработанное состояние

Термообработанное состояние

Литое состоя— ние

Литое состояние ермобраотанитое остоя ие ое остояие

0,3 0,15

184 О,б 0,3

О, 085 О, 091 190

О, 092 0,096 196

О, 094 О, 097 192

0,088 О, 094 196

183 0,5 0,25 0,3 Отсутствует

185 0,4 0,25 0,15 Отсутствует

184 0,5 0,4 0,25 0,1

0,2

170 1,1 0,7

0,55

Испытание чугуна на стойкость проводят в литом состоянии после

100 циклов (нагрев до температуры

673 К и охлаждение в воде до температуры 293 К) по величине коробления поверхностей и по ширине трещин разгара.

Из табл. 2 видно, что ударная вязкость и твердость предлагаемого чугуна выше, чем известного, а вели.чина коробления и протяженность трещин ниже.

Использование чугуна предлагае- мого состава позволяет повысить срок

ВНИИПИ Заказ 4323/22

ЮЮ

Филиал ППП "Патент", r.

В табл. 1 приведены предлагаемые химические составы чугуна, в табл.2

Известный 0,062 0,076 175 их механические и служебнйе свойства в литом и термообработанном состоянии. службы кокилей в 1,5-2 раза благода50 ря получению мелкозернистой и однородной структуры.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого состава чугуна для изготовления кокилей под заливку алю55 миниевыми сплавами составляет около

35 руб. на тонну годного алюминиевого литья в кокиль за счет повышения стойкости (срока службы) кокилей, снижения трудоемкости обрубных работ и уменьшения брака алюминиевого литья по газовым раковинам и откло:нениям геометрических размеров.

Тираж 603 Подписное

Ужхород, ул.Проектная, 4