Фосфористый чугун

Фосфористый чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке чугунов для санитарно-технического питья. Цель - повышение хрупкой прочности и герметичности при сохранении жидкотекучести на высоком уровне. Чугун содержит, мае.%: углерод 3,4- 3,7, кремний 2,0-2,5, марганец 0,3-1,0, фосфор 0,15-0,40, барий 0,02-0,05; железо остальное. Хрупкая прочность составляет 310-356 МПа, герметичность 3,38-5,55 атм, жидкотекучесть 637-694 мм. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 22 С 37/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4846580/02 (22) 02,07.90 (46) 23.05.92, Бюл, ¹ 19 (71) Запорожский машиностроительный институт им. В,Я.Чубаря (72) И,И,Азаров, Ю,Б.Варшавский, В.И.Гижко, А.Т.Косяк, Н.Е.Мироненко, Г.Д.Плешивенко, M.Ñ.Øðàìêo и В.Н,Ященко (53) 669.12,018,2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1092200, кл, С 22 С 37/00, 1982, Справочник по чугунному литью./Под ред. Н,Г,Гиршовича. — Л.; Машиностроение, 1978, с. 566.

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке чугунов для санитарно-технического литья.

Известные фосфористые чугуны имеют низкую хрупкую прочность и герметичность из-за наличия в чугуне повышенного количества структурно-свободного цементита и ледебурита, повышенного содержания кремния или марганца.

Известен фосфористый чугун. содержащий, мас.%:

Углерод 3,2-3,8

Кремний 2,0-3,0

Марганец 0,5-0,8

Фосфор 0,3-0,8

Церий 0,16-0,20

Лантан 0,08-0,10

Железо Остаг ьное

Несмотря на высокую хрупкую прочность, .недостатками этого чугуна являются низкая герметичность, жидкотекучесть и высокая стоимость, связанные с наличием в составе поверхностно-активных и дорого„„5U 1735424 А1 (54) ФОСФОРИСТЫЙ ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке чугунов для санитарно-технического литья. Цель — повышение хрупкой прочности и герметичности при сохранении жидкотекучести на высоком уровне, Чугун содержит, мас.%: углерод 3,43,7, кремний 2,0-2,5, марганец.0,3-1,0, фосфор 0,15-0,40, барий 0,02-0,05; железо остальное, Хрупкая прочность составляет

310-356 МПа, герметичность 3,38-5,55 атм, жидкотекучесть 637-694 мм. 1 табл. стоящих редкоземельных элементов церия и лантана.

Наиболее близким к предлагаемому по назначению, технической сущности и достигаемому результату является фосфористый чугун для котельных секций, содержащий, мас.%:

Углерод 3,5-3,7

Кремний 1.7-2.2

Марганец 0,8-1,1

Фосфор 0,25-0,40

Железо Остальное

Недостатками известного чугуна являются низкие хрупкая прочность и герметичность. Эти недостатки отрицательно сказываются на качестве секций. При испытаниях на гидростенде секции разрушаются из-за низкой хрупкой прочности или текут из-за низкой герметичности, в результате чего секции бракуют, Жидкотекучесть известного чугуна хорошая.

1735424

Соде жание компонентов,мас., Состав чугуна

Хрупкая прочность, МПа

Герметич- Ж и д к оность, текучесть, атм мм

Ва

Мп

Предлагаемый

1,01 Осталь0,2

3,1

260

О, 2,10

553 ное,02 ,03 ,05 ,06

3,4

3,5

3,7

3,9

2,0

2,3

2,5

2,7

0,3

0,7

1,0

1,2

356

327

262

О, О, О, О, 2

4

Известный б

637

694

669

608

3,38

5,55

4,12

2,06

3,6

2,0

0,9

264

2,20

628

Цель изобретения — повышение хрупкой прочности и герметичности при сохранении жидкотекучести на высоком уровне.

Поставленная цель достигается тем, что фосфористый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор и железо, дополнительно содержит барий при следующеМ соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 3,4-3,7

Кремний 2,0-2,5

Марганец 0,3-1,0

Фосфор 0,15-0,40

Барий 0,02-0,05

Железо Остальное

Ввод в состав чугуна бария оказывает сильное графитизирующее влияние на кристаллизацию чугуна, что объясняется инокулирующим влиянием вводимого в расплав бария и образованием структуры с плотным тонкопластинчатым перлитом, а также измельчением включений пластинчатого графита. Такое воздействие бария на структуру чугуна обеспечивает повышение хрупкой прочности и герметичности. Барий повышает жидкотекучесть, что позволяет снизить содержание фосфора до 0,15 мас.% и сохранить жидкотекучесть на высоком уровне.

Содержание бария менее 0,02 мас,% не оказывает заметного влияния на кристаллизацию чугуна, не обеспечивает требуемой герметичности и практически не оказывает влияния на хрупкую прочность и снижение брака. При концентрации бария более 0,05 мас.% снижается его графитизирующее влияние на структуру, а совместное с фосфором влияние приводит к увеличению пористости, снижению хрупкой прочности и герметичности секций вследствие образования структурно-свободного цементита и фосфидной эвтектики, .

Повышение концентрации кремния в чугуне до 2,5 мас.% необходимо для улучшения графитизирующего влияния на кристаллизацию чугуна, Снижение содержания марганца до 0,3 мас,% вызвано необходимостью уменьшить

5 возможность кристаллизации по метастабильной системе и появления хрупкости чугуна в литом состоянии.

Пример ы. 4ля экспериментальной проверки предлагаемого состава чугуна бы10 ли подготовлены шесть составов чугунов, три из которых показали оптимальные результаты, Выплавку чугунов производили в индукционных печах с кислой футеровкой емко15 стью 120 кг. В качестве шихтовых материалов использовали чугун литейный, чугун передельный, чугунный лом, стальной лом, возврат. Модифицирование чугуна производили в ковше ферросилицием с барием

20 при 1380 С.

Химический состав предлагаемого фосфористого чугуна с содержанием компонентов на пяти уровнях, а также свойства этих чугунов в сравнении со свойствами извест25 ного чугуна приведены в таблице.

Как следует из данных таблицы, предлагаемый чугун имеет улучшенные характеристики по сравнению с известным.

Формула изобретения

30 Фосфористый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения хрупкои прочности, герметичности при сохранении жидкотекучести, он

35 дополнительно содержит барий при следующем соотношении компонентов, мас.:

Углерод 3,4-3,7

Кремний 2,0-2,5

Марганец 0,3-1,0

40 Фосфор 0,1 5-0,4

Барий 0,02-0,05

Железо Остальное