Чугун для изложниц

Чугун для изложниц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве чугунных изложниц для изготовления труб центробежным методом литья. Цель - улучшение жидкотекучести чугуна, повышение эксплуатационной стойкости изложниц и снижение их себестоимости. Чугун содержит, мас.%: углерод 3,2-3,7; кремний 1,6- 2,2; марганец 0,4-0,8; титан 0,05 - 0,09; цирконий 0,05-0,09; кальций 0,01-0,05; алюминий 0,05-0,15, ванадий 0,2-0,4, азот 0,05-0,1, железо - остальное. Введение в состав чугуна алюминия и ванадия обеспечивает повышение жидкотекучести в 1,2-1,4 раза и эксплуатационной стойкости изложниц в 1,15-1,8 раза. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (51)4 С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4035533/22-02 (22) 07.03.86 (46) 23.08.87. Бюл. 9 31 (71) Московский автомобильный завод им. И.А.Лихачева (72) А.Г.Зильберман, Я.Г.Клецкин, Л.Ш.Набутовский, А.Е.Остров, 3.И.Лисичкина, А.П.Новосельцев, В.А.Макаренков, Ю.Ю.Головач, К.И.Базилевич и M.Н.Клейнер (53) 669.15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 377399, кл. С 22 С 37/10, 1973.

Авторское свидетельство СССР

N9 859475, кл. С 22 С 37/10, 1980. (54) ЧУГУН ДЛЯ ИЗЛОЖНИЦ (57) Изобретение относится к метал.лургии и может быть использовано при производстве чугунных изложниц для изготовления труб центробежным методом литья ° Цель — улучшение жидкотекучести чугуна, повышение эксплуатационной стойкости изложниц и снижение их себестоимости. Чугун содержит, мас.7. . углерод 3,2-3,7; кремний 1,62,2; марганец 0,4-0,8; титан 0,05—

0,09; цирконий 0,05-0,09; кальций

0,01-0,05; алюминий 0,05-0,15, ванадий 0,2-0,4, азот 0,05-0, 1, железо— остальное. Введение в состав чугуна алюминия и ванадия обеспечивает повы- Q шение жидкотекучести в 1,2-1,4 раза и эксплуатационной стойкости изложниц в 1, 15-1,8 раза. 2 табл.

С.

1

13319

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для изготовления изложниц— роторов металлоформ при производстве с чугунных труб.

Цель изобретения — улучшение жидкотекучести чугуна, повышение эксплуатационной стойкости и снижение себестоимости. 10

Целесообразность дополнительного введения в состав чугуна предлагаемых элементов обосновывается следующим.

Уменьшение содержания Ti u Zr в .чугуне предлагаемого состава обуслов- 15 лено необходимостью измельчения комплексных карбонитридов, содержащих, помимо Ti u Zr алюминий и ванадий.

Повышенное содержание Ti u Zr (более

0,09Х каждого) приводит к образова- 2р нию укрупненных выделений неметаллических включений, ослабляющих металлическую основу чугуна и снижающих его прочностные свойства.

Введение Ti u Zr в количестве, 25 обеспечивающем получение остаточного содержания этих элементов в чугуне менее 0,057. является малоэффективным.

В данном случае указанные элементы практически полностью растворяются в альфа-железе и не участвуют в об— разовании карбонитридов. В соответствии с изложенным граничные пределы концентрации Ti u Zr выбраны равными 0,05-0,09%.

Алюминий (О 05-0, 15) и ванадий (0,2-0,4X) образуя комплексные карбонитриды, имеющие. высокую температуру плавления, равномерно распределенные в металлической массе, повышают 40 термостойкость чугуна и, как следствие, — эксплуатационную стойкость изложниц. При содержании алюминия и ванадия ниже 0,05 и 0,27 соответственно их влияние на образование карбонитридов незначительно, так как А1 полностью расходуется на раскисление чугуна, а V — на легирование перлитной матрицы. Увеличение содержания

Al более 0,157 приводит к образова.— нию в отливках подкорковых газовых раковин (ситовидной пористости). Повышение концентрации V более 0,4Х приводит к ухудшению обрабатываемости из-за увеличения количества карбидов в металлической основе, что недопустимо, так как внутренняя поверхность изложниц подвергается об,работке на токарных станках. Допол02 2 нительный ввод в состав предлагаемого чугуна А1 и V уменьшает интервал первичной кристаллизации чугуна и увеличивает продолжительность процесса эвтектической кристаллизации, что обуславливает более длительное пребывание сплава в подвижном состоянии, т.е. улучшает жидкотекучесть.

Содержание азота менее 0,057 недостаточно для образования в металлической матрице карбонитридов Ti, Zr, V u Al. При содержании азота в чугуне более 0,107 в поверхностных слоях отливок наблюцается образование ситовидной пористости. Содержание азота в чугуне 0,06-0,107. служит для стабилизации матрицы за счет имеющихся в расплаве циркония, титана, алюминия и ванадия, которые являются нитридообразующими элементами. Наличие комплексных карбонитридов указанных элементов способствует повышению термостойкости чугуна, а следовательно, и эксплуатационной стойкости изложниц.

Плавку чугуна проводят в вагранке с кислой футеровкой. Цирконий и алюминий вводят в шихту в виде лигатуры

ЦРСА титан — в виде ферротитана, ванадий — в виде феррованадия и азот в виде азотированного ферромарганца. Расход укаэанных ферросплавов выбирают с учетом следующих коэффициентов усвоения,X: Са 30-50; цирконий 60-75; титан 60-80; ванадий 75-85; азот 20-30.

Температура чугуна при выпуске

1350-1370 С.

Чугун выпускают в ковш, на дно которого присаживают молотый силикокальций для ввода Са в состав чугуна.

После выдержки 2-3 мин чугун разливают в металлические формы. Температура заливки 1260-1320 С. Полученные заготовки изложниц охлаждают, Отливку изложниц осуществляют из чугуна известного и предлагаемого составов. Опытные партии изложниц испытывают путем заливки в их внутреннюю полость чугуна, выплавленного з вагранке. Термостойкость оценивают по числу наливов жидкого металла до появления трещины или сетки разгара, которые заполняются чугуном и делают невозможным извлечение трубы, и, как следствие, последующую эксплуатацию изложниц.

Уменьшение в составе чугуна дорогостоящих компонентов титана и циркония и замена дорогостоящего ниобия а абница т

Химический состав чугуна, мас.X

Содернание компонентов в чугуне

Нине нианего уровня

3>0 1,4 0>3 0,03 0,03 0,005 0,03 — 0 ° 15 0,03 Оставь нос

На никнем уровне

3,2 1>6 0,4 0,05 0,05 0,01 0,05 - 0,20 0,05

На среднеи уровне

0,07

3,55 1,83 0,57 0>07 0,08 0,035 О, 1Π— 0,30

На верянем уровне

0>15 — 0,40

3 7 2 2 0 8 0 09 0 09 0 05

О, 10

3,9 2,4 1,0 0,12 0,10 О,1 0,2 — 0,45

Вьаве верхнего уровня

0,12

36 16 08 015 020 01

Иавестный состав

0,05

q, 10 з 13319 не более дешевый (более чем в 3 раза) ванадий, способствует снижению себестоимости отливок. Полученная экономия превышает затраты на допол5 нительный ввод в состав предлагаемого чугуна алюминия и ванадия. Чугун предлагаемого состава с уменьшенным содержанием титана и циркония, дополнительным вводом алю;миния и ванадия и выводом из

его состава ниобия имеет более высокий уровень жпдкотекучести, необходимой для получения качественных заготовок изложниц длиной до 2,5 м центробежным способом, литья.

Химические составы известного и предлагаемого чугунов, их жидкотекучесть и эксплуатационная стойкость изложниц, полученных иэ известных и предлагаемых чугунов, даны в табл. 1 и 2.

Анализ результатов свидетельствует о том, что чугун предлагаемого состава обеспечивает Ilo сравнению с из- 25 вестным повышение эксплуатационной стойкости изложниц в 1,15-1,8 раза, снижение их себестоимости и более высокий уровень жидкотекучести (в

02 4

1,1-1,2 раза вь пе). Это обусловлено дополнительным вводом в состав предлагаемого чугуна алюминия и ванадия и изменением концентрации титана и циркония.

Формула изобретения

Чугун для изложниц, содержащий углерод, кремний, марганец, титан, цирконий, азот, кальций и железо, отличающийся тем, что, с целью улучшения жидкотекучести чугуна, повьппения эксплуатационной стойкости и снижения себестоимости он дополнительно содержит алюминий и ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Углерод 3,2-3,7

Кремний 1,6-2,2

Марганец 0,4-0,8

Титан 0,05-0,09

Цирконий 0,05-0,09

Кальций 0,01-0, 05

Алюминий О, 05-0, 15

Ванадий О, 2-0,4

Азот 0,05-0, 10

Железо Остальное

1331902

Таблица 2

Содержание компонентов

Средняя стойв чугуне кость излож»

Ниже нижнего уровня

800

540

На нижнем уровне

950

660

На среднем уровне

1352

710

На верхнем уровне

1500

740

Выше верхнего уровня

900

600

Известный состав

820

620

Ф

Эксплуатационная стойкость изложниц определялась по числу чугуна до выхода изложницы из строя.

Составитель Н,Косторной

Редактор Н.Егорова Техред М.Ходанич Корректор M.лароши

Заказ 3771/24 Тираж 604 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

НИЦ ЧИС ло наливов+

Жидкотеку-. честь чугуна при

1300