Способ обработки чугуна

Способ обработки чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СООЭ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

aeSUaa (58 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЖ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3758322/22-02 (22) 22.06.84 (46) 30.04.86. Бюл. Ф 16 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема (72) В.Я.Слободской, В.В.Ооболев, С.И.Губенко и Н.М.Золотухин (53) 621.785.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 464630, кл. С 21 D 5/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 412262, кл. С 21 D 5/00, 1972. (54)(57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА, включающий многократные нагревы со скоростью вьнпе 30 С/мин до темперао туры на 50-200 С выше точки Ас, охлаждение на воздухе, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения механических и эксплуатационных свойств чугуна, дополнительно производят динамическую обработку с общей степенью деформации

F.= ехр(-KE), где с — общая степень деформации; средняя скорость деформации за один цикл;

К вЂ” коэффициент сопротивления деформации материала, равный для чугуна 0,04-0,05.

2, Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что динамическую обработку производят перед первым нагревом.

3. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что динамическую обработку производят в процессе каждого охлаждения.

4. Способ по п. I, о т л и ч аю шийся тем, что нагрев ведут со скоростью 150-200 С/мин.

1 12

Изобретение относится к металлургии, а именно к методам обработки чугунов, и предназначено для получения заготовок чугунных деталей.

Цель изобретения — повышение механических и эксплуатационных свойств чугуна.

Сущность изобретения заключается в том, что чугунные заготовки подвергают многократным нагревам со скоростью 150-200 С/мин до темперао туры на 50-200 С вьппе точки Ас с последующим охлаждением на воздухе.

Причем либо перед первым нагревом, либо в процессе каждого охлаждения производят динамическую обработку с общей степенью, деформации

Я =ехр(-KE), где Š— общая степень деформации; — средняя скорость деформации эа один цикл;

К вЂ” коэффициент сопротивления деформации материала, равный для чугуна 0,04-0,05, Кроме того, при использовании изобретения может быть получено прочное соединение чугун-сталь.

Для исследований влияния динамических обработок при термоциклировании были взяты чугуны с химическим составом, который приведен в табл. 1.

Для получения чугунов применялось кокильное литье. Структура исследуемых чугунов представляла собой: 1 образец — серый чугун с Ферритной матрицей и пластинчатьпк графитом, 2 образец — серый чугун с аустенитной матрицей и пластинчатым графитом, 3 образец — высокопрочный чугун с шаровидным графитом имеет половинчатую структуру: аустенитную матрицу с включениями цементита. Исходные образцы представляли собой отливки диаметром 100 мм и высотой 70 мм.

С целью исследования влияния динамической обработки на механические свойства чугунов образцы указанных размеров помещали в обойму (сталь марки 40), размеры обоймы: 130 мм и высота 90 мм.

Деформация образцов проводилась на ковочном молоте и с использованием энергии взрывчатых веществ (ВВ), находящихся либо в контакте с образцом, либо приводящих в движение плас.тину-ударник, которая нагружает об27694 2 разцы. В процессе осадки под моло15

20 с чугунами данной марки, обработан50 ными определенным образом, приводится в табл. 3.

Влияние иэмененияскорости нагрева при условиях,соответствующихприведенным в табл . 2, показано в табл.4 .

В связи с тем, что при различных

S5 динамических обработках влияние скорости нагрева аналогично, параметры, 35

45 том изменение параметров деформации (E и C ) происходит эа счет изменения скорости деформирования. В случае непосредственного контакта ВВ (типа тротил) с образцом параметры деформации менялись в зависимости от изменения плотности ВВ. Кроме того, для получения различных степеней деформации толщина ВВ выбиралась 40, 50, 60 мм, что приводило к получению степеней деформации 10 !5, 257. соответственно °

Аналогично параметры деформации менялись и при соударении ударника с образцом. Размеры пластины-ударника (200 мм и толщина 3 мм), изготовленной из стали 20, оставались постоянными, как и зазор между ударником и образцом — 40 мм.

Наиболее эффективными и произво— дительными динамическими обработками в современном машиностроении являются осадка под ковочными молотами, прокатка и деформация с использованием ВВ. В связи с тем, что чугун является хрупким материалом, динамическая обработка его может быть проведена лишь в условиях всестороннего сжатия. Вид динамической обработки предопределяет параметры деформации и наличие обоймы вокруг чугунной заготовки (так, в случае прокат— ки обойма может отсутствовать).

Параметры обработки образцов и полученные механические свойства приведены в табл. 2 °

Повьппение эксплуатационных (или технологических)свойств проявляется в улучшении свариваемости динамически обработанных чугунов, Малая пла— стичность и большая хрупкость как исходных, так и чугунов, обработанных по способу-прототипу, создают дополнительные трудности при выборе процесса сварки.

Сравнение прочности сварного шва, полученного при соединении стали 40 приведенные в табл. 4, соответствуют всем режимам.

1227694

Предложенный способ повьплает механические и эксплуатационные свойства чугуна., Таким образом, снижение скорости нагрева приводит к снижению прочности.

Таблица 1

Содержание, Х

Nn Ni Ti FeCe

Сосс (Fe тав

3,75

Остальное до 100Х

1,18 12,5

1,18 12,5

То же

4,10

0,02 -il0,05

4,10 таблица 2

Параметры динами еской обработки

Обработк

Параметры термоциклирования

Cg ° кгс мм охлахдавщая сре да ороств Т нагр о грева, ва, С

/мин че"т

Исходный 1 без обработки 2

28,9

46,3

l 000 Воздух 3

08,2 92 ° 5

5 ° IO

20 200

1 000 Во здух 3

59,7 110,4

77,9 132,0

60 200

8 ° 10 8,4! 000 Во здух 3 6 ° IO 1

100 200

1000 Воздух 3

8 ° 10 8,4

60 200

1000 Воздух 3

Без де- 1 формации по спосо- 2 бу-прототипу 3

Деформа- 1 цня на молоте 2 перед первым 3 нагревом

ВВ (типа 1 тротил) перед пер-2 вым нагревом 3

Деформация пластиной- 1 ударником (перед 2 первым нагревом) 3

Деформа" цня на стадии ох- 1 .лахдения

ВВ 2

Усилие деформирования, P

Па

40 . 68

24,6 41 ° 2

28 ° 4 52,5

59,9 101,8

48,2 101 8

59,6 110,4

78,7 133,8

48,1 92,4

59,8 !10,3.

78,2 !32,9

48,1 92,4

59,0 109,2

78,2 !32 9

1227694

Продолжение табл, 2

Параметры терноцнхлнрованна ас»

Т нагрео ва, С рость рева, Е, с пластннхойударннхои

6 "10 I

1000 Воздух 3

100 200 на молота

5 1О 40

1000 Во здух 3

20 200

Таблица 3

Обработка Марка Способ сварки с кгс/мм

1 чугуна сварного шва

Исходный

Электродуговая сварка

По способупрототипу

1 То же

1!

51-56

По предлагаемому

64-68

82-85!

Таблица 4

38,4

100

41,6

150

48,1-48,4

200

48,2

250

18-21

29-32

45-47

27-29

32-35

63-66

Образцы Скорость нагре- C кгс/мм ва, С/мин

47,9 92,0

59,3 109,7

77,9 132,4

48,0 92,2

59,2 109,5

77,4 131,6

1227694

Продолжение табл. 4

Образцы Скорость нагре", кгс/мм

2 ва, С/мин е м «е ч Ьмаа \фЮЮ ЮФ ЙВ Ю °

49,6

100

150

52,3.59,7-59,9

200

59,8

250

62,4

100

66,8

150

200

77,9-78,6

78,4

250

Составитель В.Соболев

Редактор М.Дылын Техред М.Моргентал . Корректор М.Самборская

Заказ 2266/29

Тира к 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, 1кл. Проектная, 4