Чугун

Чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, маргенец, алюминий, сурьму, церий и железо, отличающийс я тем, что, с целью повьпиения термической стойкости и предела коррозионной усталости, он дополнительно содержит молибден, азот и бор при следующем соотношении компонентов, мае. %: 3,50-3,75 Углерод 1,75-2,30 Кремний 0,40-1,12 Марганец 0,05-0,30 Алюминий 0,03-0,10 Сурьма 0,005-0,01 Церий 0,20-0,95 Молибден 6,03-0,08 Азот 0,003-0,007 Бор Остальное Железо

CQO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„.ЯУ„„11о9461

3(58 С 22 С 37 О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф и

Фа

3Ь аю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О ГНРЫТИЙ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3627881/22-02 .(22) 22.07.83 (46) 23.08.84. Бюл. Р 31 (72) М.И.Карпенко, Е.В.Янин, М.И.Дудорова и З.З.Москалев (?1) Гомельский политехнический институт и Производственное объединение "Гомсельмаш" (53) 669.15-196(088.8) (56) 1. Патент США Р 3997338, кл. 75-124, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 639959, кл. С 22 С 37/10, 1978. (54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, маргенец, алюминий, сурьму, церий и железо, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения термической стойкости и предела коррозионной усталости, он дополнительно содержит молибден, азот и бор при следующем соотношении компонентов, мас. 7:

Углерод 3,50-3,75 Кремний 1,75-2,30

Марганец О, 40-1, 12

Алюминий 0,05-0,30

Сурьма 0,03-0, 1О

Церий 0,005-0,01

Молибден 0,20-0,95

Азот 0,03-0,08

Бор 0,003-0,007

Железо Остальное

М 1 1094

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию синтетических чугунов с повышенной иэносостойкостью для литья в металлические формы.

Известен серый чугун следующего химического состава, мас. %:

Углерод 2-4

Кремний До 1,0

Марганец До 0,7

Алюминий 1,0-3

Фосфор До 0,1

Сера До 0,5

Железо Остальное

Чугун модифицируют 0,3-2,0% сплава-модификатора, содержащего в качестве активного модифицирующего компонента редкоземельные металлы t 1 ).

Недостатком этого чугуна является низкая износостойкость.

Наибалес близким к изобретению па технической сущности и достигаемому эффекту является чугун (Zj следующего состава, мас.%:

Углерод 3, 50-3, 75

Кремний 1, 9-2,3

Марганец 0,4-0,9

Алюминий 0 5-0,30

Сур ьма 0,003-0, 10

Церий 0,005 вЂ,010

Желез о Остал ьное

Однако известный чугун имеет низкие термостайкасть и предел коррозионнай усталости.

Целью изобретения является повышение термической стойкости и преде- 35 ла коррозианной усталости.

Указанная цель достигается тем, чта чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, сурьму, церий и железо, дополнительно содержит о молибден, азот и бар при следующем соотношении компонентов, мас. 7."

Углерод 3,50-3,75

Кремний 1, 75-2, 30

Марганец 0„40-1,12

Алюминий 0,05-0,30

Сурьма 0,03-0,10

Церий 0,005-0,01

Молибден 0,20-0,95

Азот 0,03-0,08 5О

Бор 09003-0,007

Железо Остальное

Совместное легирование чугуна молибденом, азатом и бором упрочняет металлическую основу, измельчает 55 структуру, повышает микротвердость перлита и карбонитридных включений.

В результате повьш:аются предел кор61 2 роэионной усталости и термическая стойкость чугуна в отливках.

Молибден при концентрации 0,200,95 мас. 7 упрочняет металлическую основу, измельчает ее и повышает предел коррозионной усталости и термическую стойкость. При концентрации молибдена до 0,20 мас. % влияние на структуру и свойства сказывается незначительно, при концентрации более

0,95 мас. 7 начинает снижаться динамическая прочность.

Азот в количестве 0,03-0,06 мас. % введен как эффективный микролегирующий элемент, связывающий церий, бор и другие химически активные элементы и термически стойкие соединения: нитриць и карбонитрилы. При концентрации азота менее 0,03 мас. 7. его влияние проявляется незначительно, а при концентрации более

0„08 мас. % снижается динамическая прочность чугуна.

Бор при концентрации 0,0030,007 мас. % повышает износостой— кость и предел корроэионной усталости. Нижний предел может быть рекомендован для тонкостенных отливок и принят ат концентрации (0,003 мас. 7), когда начинает сказываться его заметное влияние на износостойкость чугуна, а максимальная концентрация (0,007 мас. %) может быть использована для отливок с толщиной стенок более 60 мм.

Чугун выплавляется в открытых HH дукционных печах промышленной частоты с использованием в качестве шихтовых материалов стальной стружки, высечки, чугунной стружки, электродной струк— ки и ферросплавов. Процессы рафиниро— вания, легирования и мадифицирования производятся в ковшах. Температура расплава перед выпуском из печи 14801510 С, а температура модифицирования и микролегиравания расплава в ковшах 1420-1450 С. Разливка металла производится в металлические формы. Температура разливки 1340-1370 С.

После выбивки из металлических форм отливки подвергаются нормализации по режиму нагрев до 930-950 С, выдержка и охлаждение на спокойном воздухе. Скорость охлаждения может колебаться от 30 до 40 С/мин.

Химический состав исследованных синтетических чугунов приведен в табл.1; механические свойства и термическая стойкость — в табл. 2

1109461 тического чугуна. Более высокие проч— ностные свойства и динамическая прочность предложенного чугуна позволяют использовать его для детале". !!мсок!!оборотистых форсированных цвигателей и других механизмов.

Экономический эффект от внедрения изобретения составит 11,4-23,0 руб. на тонну годного литья.

Табли а 1

Чу

Химический состав, мас. X

1 T

Углерод Кремний Марганец Алюминий Сур ьма

Предлагаемый

0,4

3,5

2,3

0,05

0,03

3,6

2,1

0,8

0,1

0,07

3,75

1,75

1,12

0,30

0,10

3,75

1,75

1,10

0,27

1,10

3,5

1,95

0,4

О 05

О,ОЗ

3,75

1,8

0,30

1, 10

0,10

3,75

1,75

1,12

0,30

0,10

Извест0,07

0,6

0,1

3,6 ный

Продолжение табл. 1 с.7

Чугун

P Железо

Предлагаемый

Остал ьное

О,? 0,03 0,005

0,6 0,06 0,007

0,95 0,1 0,01

1,10 О,1 0,01

О, 17 002 О 005

0,95 0,08 0,01

095 008 О 01

Известный

0,01 (термическая стойкость определяется по количеству циклов нагрева до

1000 С и охлаждения до появления трешины) .

Как видно из данных таблицы, вели- 5 чины предела коррозионной усталости, износостойкости и термической стойкости у предложенного чугуна превышают те же величины известного синте!

О, 003

0,005

0,007

0,007

0,003

0,009

0,007

1109461

Таблица2

Износ при трении без смазки, r/ч

Предел прочности при растяжении, MIa

Термическая стойкость, циклы

Динамическая прочность,„

МДж/м

Чугун

270

0,182 1460

0,63

0,58

347

0,37

1775

313

382

1794

315

0,32

388

263

1312

0,57

313

0,46

1722

308

376

1851

320

0,52

388

Известный 212

205

685

0,224

0,27

Составитель Н.Косторной

Редактор И.Николайчук Техред О.Неце -Корректор А.Обручар

Заказ 6009/20 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул Проектная, 4

Предел коррозиоиной усталости на базе

10 циклов, МПа

0,146

О, 118

0, 124

О, 195

О, 124

О, 120