Лигатура для чугуна

Лигатура для чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии. Цель - повышение технологических свойств и эксплуатационной стойкости чугуна. Лигатура содержит никель, кремний, хром, медь, углерод, кобальт, ниобий, магний, висмут и железо при следующем соотношение компонентов, мас.% : никель 5-12

кремний 3-7,5

медь 3-5

хром 1-3

кобальт 12,2-15,5

углерод 1,2-5,0

ниобий 11,3-14,1

магний 10,5-13,0

висмут 2,1-3,7

железо остальное. Эксплуатационная стойкость чугуна при контактно-ударном нагружении составляет 542-586 циклов, а предел выносливости при консольном изгибе 515-538 МПа. 2 табл.

/ (19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 5 С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4620562/27-02 (22) 15 ° 12.88 (46) 15.08.90. Ben. N 30 (71) Производственное объединение

"Гомсельмаш" (72) P.Í.Àäàìîâè÷, М.И.Карпенко, С.М.Бадюкова, Л.А.Карписонов, Т.И.Кныш, В.М.Карпенко и М,Н.Заяц (53) 669.15-198 (088.8) (56) Заявка Франции И 2509327, кл. С 22 С 35/00, 1983 ° (54) лигАтурА для цугунА (57) Изобретение относится к метал- . лургии. Цель - повышение технологиИзобретение относится к металлургии, в частности к лигатурам для производства высокопрочных чугунов для отливок.

Цель изобретения - повышение технологических свойств и эксплуатационной стойкости чугуна.

Пример. Плавки лигатур проводят в открытых индукционных печах . известным методом сплавления чистых металлов с ферросплавами под слоем древесного угля. Сначала загружают медь МО, никель НП1, феррониобий

ФНб55с, металлический хром Х99Б, кобальт и древесный уголь. После раскисления перегретого до 1280-1300 С расплава его раскисляют ферросилицием ФС90 и присаживают никельмагниевую лигатуру и висмут Ви0.

После перемешивания расплава его разливают в плоские металлические

2 ческих свойств и эксплуатационной стойкости чугуна. Лигатура содержит никель, кремний, хром, медь, углерод, кобальт, ниобий, магний, висмут и железо при следующем соотношении компонентов, мас.3: никель 5-12; кремний 3-7,5; медь 3-5; хром 1-3; кобальт 12,2-15,5; углерод 1,2-5,0; ниобий 11,3-14,1; магний 10,5-13,0; висмут 2,1-3,7; железо остальное. .Эксплуатационная стойкость чугуна при контактно-ударном нагружении составляет 542-586 циклов, а предел выносливости при консольном изгибе

515-538 МПа. 2 табл. изложницы. Лигатуру измельчают до фракции 0,1-3,5 мм.

В табл. 1 приведены химические составы лигатур опытных плавок, В дуговых печах ДС 1 5 выплавляют чугун доэвтектического состава, содержащего, мас.ь: углерод 2,95; кремний l 62; марганец 0,35, фосфор 0,05, сера 0,04; хром 0,03, азот 0,03 и железо остальное. При выпуске расплава из печи в ковш вводят измельченную лигатуру составов 1-6, приведенных в табл. 1. температура расплава при выпуске из печи 1460-1480- С.

В табл. 2 приведены результаты й» испытаний механических и эксплуатационных свойств чугунов, обработанных лигатурами предлагаемого и известного составов в количестве 0,423 от массы обрабатываемого расплава. МеханичесФ

1585371 кие испытания проводят на образцах ф 10 мм и 10 < 10 55 мм типа 12, технологические испытания - на решетчатых и звездообразных технологичес5 ких пробах и цилиндрических образцах для ударно-усталостных испытаний.

Содержание компонентов в предлагаемой лигатуре принято исходя из следующих закономерностей их влияния на чугун.

Дополнительное влияние ниобия в количестве l1,3-14,1 мас.4 микролегирует матрицу, упрочняя и измельчая ее, повышает плотность чугуна и его технологические и эксплуатационные свойства. При концентрации ниобия до 11,3 мас.4 повышение технологической и эксплуатационной стойкости недостаточно, а при увеличении содер- 20 жания ниобия более 14,1 мас.4 снижается однородность структуры, увеличиваются остаточные термические напряжения и снижаются эксплуатационные свойства. 25

Магний .обеспечивает сфероидизацию графита и неметаллических включений в чугуне, способствуя повышению плотности и пластичности свойств, проц- З0 ностных и эксплуатационных свойств, Верхний предел концентрации магния ограничен содержанием 13 мас,>o> BblUJB которого увеличивается отбел и неоднородность структуры, увеличиваются 35 остатоцные термические напряжения в отливках и снижаются технологические свойства. При содержании магния в лигатуре до 10,5 мас.4 его модифициРующий эффект и повышение зксплуата- 40 ционных свойств недостаточны.

Медь, углерод и кремний являются графитизирующими компонентами повыЭ

45 шающими стабильность структуры и эксплуатационных свойств чугуна в отливках. Их концентрация, как и отбеливающего компонента (хром 1-3 мас.i), принята исходя из практики производства лигатур для обработки чугунов с повышенными упруго-пластическими и технологическими свойствами.

5-12

3-7,5

3-5,0

1-3,0

12,2"15,5

1,2-5,0

11,3-14,1

10,5-13,0

2,1-3,7

Остальное

Содержание кобальта, обеспечивающего снижение термических напряжений в отливках и повышение технологических свойств чугуна, повышено до 12,215,5 мас. о. При концентрации кобальта до 12,2 мас.3 технологические и эксплуатационные свойства чугуна недостаточны, а при концентрации кобальта более 15,5 мас.i снижаются литейные свойства чугуна и трещиностойкость отливок, что приводит к снижению механических и эксплуатационных свойств чугуна.

Висмут в количестве 2,1-3,7 мас.3 является поверхностно-активным модифицирующим компонентом, измельчающим структуру и способствующим повышению технологических и эксплуатационных свойств. Его модифицирующее влияние начинает сказываться от концентрации в лигатуре 2,1 мас.3, а при концент-рации висмута более 3,7 мас.3 усиливается отбел и неоднородность структуры чугуна, снижается трещиностойкость, увеличиваются термические напряжения и уменьшаются эксплуатационные характеристики чугуна.

Как видно из табл. 2, предлагаемая лигатура обеспечивает чугуну доэвтектического состава более высокие технологические и эксплуатационные свойства, чем известная лигатура. формула изобретения

Лигатура для чугуна, содержащая никель, кремний, хром, медь, углерод, кобальт и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения технологических свойств и эксплуатационной стойкости чугуна, она дополнительно содержит ниобий, магний и висмут при следующем соотношении компонентов, мас.3:

Никель .

Кремний

Медь

Хром

Кобальт

Углерод

Ниобий

Ф гний

Висмут

Железо

1585371

Табл.ица 1

Содержание компонентов в лигатурах, мас.Ф

Лигатура хром ко- угле- нио-маг- вис- железо балы род бийний мут никель крем- медь ний

Осталь6 5 7 1 6,1 2 0,4 3 - - - ное

5,0 3 3 1 12,2 1,2 11,3 !0,5 2,1

6 3,9 2 13,0 2,0 12,7 11,6 3,2

12 7,5 5 3 15,5 5 !4,! 13,0 3,7

Таблица 2

Времен- Ударная ное со- вязпротив- кость, ление Дж/см2

ТрещиТермические напряжения

Предел выносЭкономичСтойЛигатура ностойная скорость шлифования, и/мин ливоскость мм ти при консольпри растяжении, ИПа в решетчатых пробах ном из гибе, МПа

65 18

26 255

430

370

150-180

1550

230-260

265-290

250-280

16 515

12 538

14 532

860

72 13

78 10

74 11

542

586

582

2140

Составитель И.Бекренева

Редактор И.Недолуженко Техред Л.Олийнык Корректор Т.Малец

Ю

Заказ 2306 Тираж 485 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., и. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

Известная

Предлагаемая

3

Известная

Предлагаемая

"3

4 кость против много кратных ударов, цикл

Эксплуатациооная стойкость при контактном ударном нагружении на стандах, тыс,циклов