Чугун
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к металлургии , в частности к разработке составов чугунов для производства стеклоформ. Цель изобретения - уменьшение отбела и повышение равномерности распределения структуры по сечению отливки . Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, медь, ванаий, титан, алюминий, один элемент из группы, содержащий кальций и редкоземельные элементы, никель и барий и железо при следующем соотношении ком понентов, мас.$: углерод 3,0-3,3; кремний 1,8-2,2; марганец.О,8-1,2; хром 0,3-0,5; медь 0,4-0,8; ванадий 0,1- 0,3; титан 0,1-0,3; алюминий 0,01-0,1; один элемент из группы, содержащий кальций и РЗН 0,02-0,08; никель 0,6- 1,0; барий 0,005-0,02; железо остальное . Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна Ва позволяет о уменьшить величину отбела на 20$, а также обеспечивает достижение равно- /Л мерного распределения графита в сечениях отливки от 4 до 45 мм. 2 табл.
союз соаетсних соцИАлистических
РЕСГ1УЬЛИК (l9) 01) А1 щ)5 С 22 С 37/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯ14 И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4796766/02 (22) 11.01.90 (46) 15. 01. 92. Бюл. Ю 2 (71) Всесоюзный проектно-технологический институт литейного производства (72) Ю.В.Куприянов, Г.Г.Арсении, А.В.Королев, В.Б.Зверев, И.Г.Масленников, В.А.Столбовский и Ю.К.Филатов (53) 669.15-196(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР и 1035085, кл. С 22 С 37/10, 1982.
Авторское свидетельство СССР
М 831851, кл. C 22 C 37/10, 1979. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке сос" тавов чугунов для производства стеклоформ, Цель изобретения - уменьшение отбела и повышение равномерности рас1
Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов литейных чугунов для производства стеклоформ, подвергающихся термомеханическнм воздействиям стекломассы.
Цель изобретения - уменьшение отбела и повышение равномерности распределения структуры по сечению отливки °
Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.
В качестве примесей чугун содержит серу 0,03-0,15 мас.Ф и фосфор
0,03-0,15 мас. 4. пределения структуры по сечению отливки. Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, медь, ванаий, титан, алюминий, один элемент из группы, содержащий кальций и редкоземельные элементы, никель и барий и железо при следующем соотношении ком — . понентов, мас.3: углерод 3,0-3,3; кремний 1,8-2,2; марганец.0,8-1,2; хром
0,3-0,5; медь 0,4-0,8; ванадий 0,10,3; титан 0,1-0,3; алюминий 0,01-0,1; один элемент из группы, содержащий кальций и РЗИ 0,02-0,08; никель 0,61,0; барий 0,005-0,02, железо остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна Ва позволяет е уменьшить величину отбела на 203, а также обеспечивает достижение равномерного распределения графита в сечеHHRx отливки от 4 до 45 мм, 2 табл.
Углерод в пределах 3,0-3,3 мас.Ф обеспечивает хорошие литейные свойства чугуна и высокий уровень теплопроводности в процессе эксплуатации пресс-форм. Нижний предел углерода
3,0 мас.Ф обуславливается необходимостью исключения структурно-свободных карбидов в сплаве и газоусадочных дефектов в теле отливки, Увеличение содержания углерода выше
3,3 мас.Ф приводит к увеличению размеров и количества графита в структуре чугуна, что оказывает отрицательное влияние на механические свойства и износостойкость чугуна.
Концентрация кремния в пределах 1,81705395
2,? мас. - -, обеспечивает требуемый уровень литейно-технологических и механических свойств чугуна в отливках.
Содержание марганца в чугуне (0,81,2 мас.3) выбрано с учетом обеспечения получения перлита в металлической основе и требуемого уровня механических свойств и иэносостойкости, 10
Для обеспечения требуемого уровня механических свойств и повышения литейно-технологических свойств в предлагаемом чугуне по сравнению с известным изменено содержание легиру- 15 ющих элементов: хрома, ванадия, меди, титана.
Содержание хрома и никеля выбраНо с учетом условий, при которых карбилообразующее влияние хрома ðåé- 20 трализуется графитизирующим влиянием никеля, т.е. их соотношение составляет более 1. Введение меди в пределах
0,4-0,8 мас. способствует перлитизации металлической основы чугуна в 25 литом состоянии и препятствует разложению перлита при повышенных температурах.
Содержание ванадия и титана выбрано из условий максимального упрочнения металлической основы чугуна (нижний предел). Увеличение их концентрации выше выбранных пределов резко повышает склонность чугуна к отбелу.
Ввод в чугун комплекса модифицирующих элементов: бария, алюминия, кальция или РЗИ в указанных пределах способствует повышению графитиэирующей способности сплава. При этом полностью устраняется образование 40 междендритного графита в зоне контакта расплава с холодильником. Увеличение концентрации алюминия выше
0,1 мас.ь приводит к снижению жидкотекучести чугуна, к увеличению склон- 45 ности образования газовых раковин в чугуне. Введение в чугун кальция или
РЗИ выше 0,08 мас.3 приводит к увеличению склонности чугуна к метастабильной кристаллизации. 50
Пример. Для изучения свойств чугуна по изобретению выплавляли три сплава, содержащих ингредиенты на нижнем, среднем и верхнем уровнях.
Содержание железа при этом составляло дополнительно до 1001 в каждом сплаве. Для сравнительных испытаний использовали известный чугун со средним содержанием легирующих элементов, Состав чугунов представлен в табл.1.
Плавку чугуна проводили в высокочастотной индукционной пе- и с кислой набивной футеровкой, емкость тигля
60 кг. В качестве исходных шихтовых материалов использовали литейные и передельные чушковые чугуны, литейный ферроникель, отходы углеродистой стали. Для обеспечения требуемого химического состава в расплав чугуна при
1400 С вводили ферросплавы: ферросилиций ФС45, ферромарганец ФИн75, Ферротитан ФТи30, феррованадий ФВн35, феррохром Фх800, медь И1. Для снижения отбела и введения заданного количества бария, алюминия, кальция и РЗИ расплав чугуна перед разливкой подвергался модифицированию в ковше за счет введения ферросилиция с барием
ФС Ба 4, алюминия АВ 98 и ферросилиция ФС 30 РЗИ 30Б или силикокальция
СК20.
Для получения опытных образцов сечением 60 х 40 и длиной 250 мм, дополнительно охлаждаемых холодильником, и для определения механических свойств чугуна заливали формы известным и предлагаемым чугуном.
Предел прочности на растяжение и твердость чугунов определяли на стандартных образцах, структуру металлической основы и распределение графита определяли по сечению отливки.
Результаты испытаний приведены в табл. 2.
Как видно иэ табл. 2, в образцах, залитых известным чугуном, в структуре металлической основы присутствует цементит, что делает невозможным проведение механической обработки отлие вок беэ термической обработки. Применение предложенного чугуна (образцы
1-6) обеспечивает получение отливок беэ отбела, цементит наблюдается только в зоне, которая контактирует с холодильником. Но содержание цементита составляет не более 5ь, что позволяет проводить механическую обработку отливок без термической обра" ботки. Также обеспечивается улучшение распределения графитовых включений по сечению отливок °
Формула изобретения
Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, медь, ванадий, титан, алюминий, один элемент N3 группы, содержащей кальций и редкоэемель1705395 ные элементы, и железо, о т л и ч аю щ и " с я тем, что, с целью уменьшения отбела и повышения равномерности распределения структуры по сече5 нию отливки, он дополнительно содержит никель и барий при следующем соотношению компонентов, мас.Ф:
Углерод 3 0"3,3
Кремний 1,8-2,2 !О
Марганец 0,8-1,2
Хром 0,3-0з5
Медь
Ванадий
Титан
Алюминий
Один элемент из группы, содержащей кальций и редкоземельные металлы
Никель
Барий
Железо
0,4-0,8
0,1-0,3
0,1-0,3
0,01-0,1
0,02-0,08
0,6-1,0
0,005-0,02
Остальное
Таблнк ° 1
Чугун
Соотноеенне коноонентоа ° нас. 2
Ih С И! С т Ii Ва А1 Са РЗИ с st
3,15 1,Ь
Известный
O,Ь 0,8 - 0,80 0,1 0,25 - 0,2 0,015 0,05 ОсталсОреллагаеный !
0 005 0,01
0,0125 0,075
0,02 0 1
30 1,8
3,15 2,0
0,8 0,3 0,6
1,о о,4. о,8
1>2 0,5 tao
II н
Остала0,4 О,1
0,6 0,15
0,8 : 0,3
О,02
0,04
0,08
О,1
0,15 о,3
II н б
0,0125 0,06
0,005 0,075
0,02 0,1
0,6 0,3
0,7 0,2
0,8 О, 1
Ъ< Г
3,2 2,2
3,0 1,8
З,З 2,2
10 05 10
0,8 0,4 0,6
12 03 10
0,02
0,04
0,08
03
0,2
О,1
Табли Ч,а е е
) L
Ф
Нв Структура чугуна в отливке на расстоянии от холодильника, ни .:.....(..."..Е" 1 "Т" "Х " Т "
260 ПГр9. ПГр9 ПГр3 ПГр3 ПГр3 ПГр3 ПГрl ПГр1 ОГр1
II25 и Ц25 П Ц25 П Ц20 П Ц20 П Ц20 П Ц20 и Ц15 П ЦIО П
60»
1е1а
Чугун
340
Иаеестный
Предлагаемый
1,4
5 е
П - яерлит, Ц - ценентит, ПГр9 - иеядендритное раслределение графита, ПГр3 - сеточное, ПГр2 - нерееноиерноез ОГрl - равноиерное °
Составитель Н.Косторной
Редактор Т.Лазоренко Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор 74. Обручар.Заказ 173 Тираж Подписное
BHHHIlH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, 3-35,. Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101
350 250 ПГр2
Ц5 A
330 245 ПГр2
Ц3 П
340 240 ПГр2
Ц2 Il
330 240 ПГр2
Ц2 П
345 245 Af p2
Ц4 П
335 242 ПГр2
Ц2 П
ПГр2 ПГр1
A П
ПГр2 ПГр! и h
ПГр2 flrp!
П П
ПГр2 Огр!
П й.
ПГр2 nrp I п О
ПГр l ПГр1
П П
ПГрl
П °
Arpl
Afpl
П
Огр! и
ПГрl
П
Пгр!
nrpl ПГр!
П Il
Пгр! Пгр1
n A
nrp! nrp1
П A
nrp1 nrp1
A A
ПГр1 ПГрl
Il A
ОГрl ПГр!
П и .
ПГр!
fI йГрl.
П
Arp1
П
ПГрl и
ПГрl
П
ПГр!
П йгр!
П йгр!
О
nrpl
П
fIrp1 п
Огр!
fl
nrp1
ПГрl
Il
ПГрl
П
ОГр!
П
hrp1
П
nrp!
П
Пгр!