Высокопрочный чугун

Высокопрочный чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, магний, алюминий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения -окалиностойкос .ти, он дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении ингредиентов , мае. %: 3,2-3,5 Углерод 2,3-2,9 Кремний 0,15-0,4 Марганец 0,1-0,3 Медь 0,04-0,07 Магний 0,4-0,9 Алюминий 0,025-0,11 Цирконий (Л Остальное Железо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦ)4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (11) (!1) SU. А (51)4 С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCX0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3,2-3,5

2,3-2,9

О, 15-0,4

О, 1-0,3

0,04-0,07

0,4-0,9

Î,025-0,11

Остальное

Углерод

Кремний

Марганец

Медь

Магний

Алюминий

Цирконий

Железо (21) 3719583/22-02 (22) 04.04.84 (46) 23. 10.85. Бюп. У 39 (72) Л.Л. Счисленок, С.Н. Леках, Н.И. Бестужев, Е.И. Шитов и В.А. Розум (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 669.15-196 (088.8) (56) Патент ФРГ II) 2806309, кл. С 22 С 37/00, 1975.

Авторское свидетепьство СССР

Р 985122, кл. С 22 С 37/08, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N 1010153, кл. С 22 С 37/10, 1981. (54) (57) ВЫСОКОПРОЧНЬЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, магний, алюминий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения .окалиностойкос.ти, он дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении ингредиентов, мас. Х:

1186684

Изобретение относится к металлургии, а именно к составам высокопрочных чугунов, и может быть использовано при производстве ответственных нагруженных деталей автомо- 5 билей и тракторов.

Цель изобретения — повышение окалиностойкости.

Плавки проводят в 60-килограммовой индукционной печи с кислой футеровкой. В качестве шихтовых .материалов применяют литейный чугун, собственный возврат, ферросплавы магния, ферросиликоцирконий (30% Ы, 35%. Zr), технический алюминий (98% Al), электролитическую медь (99% Cu).

Окалиностойкость определяют по разнице масс образца до и после выдержо ки при 920 С в течение 4 ч. В таблице приведены сос:;:". ь" свойства сплавов, Введение в состав чугуна циркония способствует повышению дисперсности структуры чугуна. Он вызывает измельчение и одновременно увеличивает количество включений шаровид1 ного графита, что в свою очередь повышает механические свойства чугуна, особенно ударную вязкость. Нижний предел по содержанию циркония ЗО (0,025%) ограничен тем, что при наличии в составе менее 0,025% его влияние на измельчение металличесхой основы чугуна и включений графита слабо проявляется. Увеличение циркония свыше 0 11Х приводит к появлению первичных карбидов, что отрицательно сказывается на ударной вязкосги материала.

Магний обеспечивает получение 4О шаровидного графита и высоких механических свойств. При содержании магния менее 0,047. в структуре наблюдаются включения пластинчатого и вер-, микулярного графита. Ввод магния 45 более 0,07% нерационален, так как ухудшается форма графита (зффект перемодифицирования) увеличивается расход модификатора и количество вредных газовыделений при модифициро-50 вании. Для получения высокой пластичности сплава содержание марганца в нем ограничено в пределах 0,150,47. Увеличение концентрации кремния (2,3-2 9%) способствует кристаллизации сплава по стабильной диаграмме состояния, без структурно-свободных карбидов. Нижний предел по кремнию 2,37 установлен, исходя из требований исключения отбела в отливках. При содержании кремния более 2,97. наблюдается резкое снижение пластических свойств ВЧШГ за счет легирования феррита кремнием. Алюминий снижает склонность сплава к кристаллизации по метастабильной диаграмме. Концентрация алюминия менее 0 4Х не обеспечивает получения высоких и стабильных прочностных характеристик. Верхний предел по алюминию до 0,97. ограничен исходя из того, что при содержании алюминия бо" лее 0,97 заметно ухудшаются технологические свойства — уменьшается жидкотекучесть, возрастает склонность расплава к пленообразованию, в результате чего использовать такой чугун при изготовлении тонкостенных отливок не представляется возможным.

Для получения благоприятного сочетания прочности и ударной вязкости сплава содержание меди выбрано в пределах от 0,1-0,37. Медь упрочняет матрицу, при этом содержание ее до

0,37 полностью не перлитизирует матрицу, что позволяет получать высокую ударную вязкость. Концентрация примесей, серы до 0,06% и фосфора до

0,17., установлена исходя из необ,ходимости обеспечения шаровидной формы графита и получения более высоких и равномерных свойств в сложных разностенных отливках. Цирконий энергично соединяется в жидком чугуне с серой и связывает ее в тугоплавкие соединения, что приводит к снижению ударной вязкости.

Структура предлагаемого чугуна имеет феррито-перлитную металличес" кую матрицу и шаровидные включения графита правильной формы.!

186684 л

)cI

I E. о и хо

4 cv

I

1 !

1 М

1 а л

С 4 О

О О л л

o o

С4 )Г\ ь л л л

О О л

С)1

О л ь

1 Э

1 D

1 I

cfog л л -- ).| л

С О О О л л л а

o o o o

С

С) л о

СЧ

С) л о

I I

I С)0

Х г|

<»Ъ - С 4 С» | л л л л

О Î О О л

I

5 х х х ||| о а $ с» д х х х х

С|!

)х

)х х х х х а х о

М

k( о

<б g dl

Ccl

U )4| С6 х ||4 а

Ф х 1 о !

» х

1 о

)Б Щ

A cd х с»

С)4 и ц

С|| t(1 ||| Ф

m а

I И л а I

cd 1

E» I и

О 1

u I

)Х 1

Ы )—

v (U I

Л, I х

Q!

||| !

» х х о

Х I t

С | Л СЧ О С | л л л л л

Л С1 С1 С| С»1 л - г о л л л л ю л л

О О О О О О

О 1 о

СЧ »» а а а а л л

О О О О О О

Л СП С:) СП С)| Ch л л л л л л

С 4 С 4 С 4 CV СЧ СЧ

Щ

-т СЧ С | И СЧ Ch л л л а. л л

С) \ С) | С) | С"Ъ С Ъ С ) I а э о

С»

c)cI Х

1186684

Составитель А. Османцев

Редактор Н. Яцола Техред О.Ващишина Корректор И. Эрдейи

Заказ 6507/30 Тираж 582 Подписное

ВНЙИПИ 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

Как видно из таблицы, предлагаемый сплав обеспечивает высокую окалиностойкость в отливках при содержании серы в исходном расплаве на .уровне 0,02-0,06Х. Ожидаемый экономический эффект от применения предлагаемого состава чугуна для отливок, работающих в тяжелонагру женных условиях, составит 87 тыс.руб. в год на одном заводе.