Чугун
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскии
Социалистических ееспублик о»773123
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) 3аявлеио 27.03. 79 (21) 2742222/22-02 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет— (53)м. Кл.з
С 22 С 37/10
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий
Опубликовано 2310дO Бюллетень Мо 39 (53) УДЯ 669 ° 13-Oi8.2(088.8) Дата опубликования описания 251080 (72) Авторы изобретения
М. И. Карпенко, В. И. Дроздов., Л.A. Карписонов, А.В. Майдан, А. К. Карпов и Н. N. Кудан
Ф ..— . ...(Гомельский филиал Белорусского политехнического. -"" . института (71) Заявитель (54 ) ЧУГУН
Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию высокопрочных чугунов для изготовления деталей, работающих в условиях динамических и циклических нагрузок.
Известен высокопрачный чугун следующего химиЧеского состава, вес.Ъг
Углерод 2,2-3,4
Кремний 1,5-3,5
Марганец 3,5-6,0
Хром 0,05-0,25
Медь 0,5-2,5 агний 0,03-0,12
Железо Остальное
Чугун имеет мартенсито-аустенитно-карбидную структуру металлической основы с включениями графита шаровидной формы и высокий предел прочности при изгибе (1) Однако у известного чугуна низкие пластические свойства: относительное удлинение до 2Ъ и ударная вязкость 1,3-1,8%.
2"
)известен также чугун с шаровидным графитом, содержащий 0,05-3, Овес В нитрида бора. К нитрнду бора могут быть добавлены в сумке до 4% свинец, сера, селен, теллур и/или кальций.
Этот чугун обладает повышенной спо" собностью к механической обработке (21.
Однако известный чугун характеризуется недостаточной динамической прочностью, что затрудняет его использование для изготовления деталей ходовых узлов механизмов и машин.
Наиболее близким к предлагавкому по технической сущности и достигаемому результату является чугун, сОдержащий, вес.Ъ:
Углерод 2,1-3,3
Кремний 2,0-3,8
Марганец 0,1-0,8
Хром 0,001-0,2
Никель 0,001-0 3
Иттрий 0,001-0,1
Алюминий 0,001-0,1
Железо Остальное
Вместо иттрия чугун может содержать элемент, выбранный иэ группы, сожержащей стронций, церий и лантан.
Известный чугун в литом состоянии имеет предел прочности при разрыве
28-62 кгс/мм, ударную вязкость 1,83,9 кгс/им и твердость 169-269 НВ (3)
Недостатками известного чугуна являются низкие упругопластические
773123 свойства, особенно при низких температурах.
Цель изобретения — повышение плас тичности и динамической прочности чугуна.
Поставленная цель достигается тем, что чугун дополнительно содержит нитрид бора, стронций, магний и кальций при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Углерод 2,1-3,3
Кремний 1,3-2,5
Марганец 0,2-0,8
Хром 0,005-0,12
Никель 0,001-0,25
Нитрид бора 0,001-0,15
Стронций 0,001-0,12
Алюминий 0,001-0,08
Иттрий 0,001"0,07
Магний 0,001"0,05
Кальций 0 001-0,03
Железо Остальное.
Чугун может содержать вместо иттрия элемент, выбранный из группы, содержащей цирконий, цинк, церий и лантан в количестве 0,001-0,07 вес ° %.
В табл. 1 приведены примеры составов ряда чугунов.
В табл. 2 приведены свойства пред. лагаемого высокопрочного чугуна в литом состоянии.
Плавку чугуна производят дуплекспроцессом в вагранке дуговой электропечи с кислой футеровкой с температурой 1400-1430 С. B электропечи производят перегрев до 1490-1530 C и минимальную подшихтовку. В качестве флюса, защищающего поверхность чугу на от окисления при внепечной, обработке, используют технический кри. олит (ГОСТ 10561-73), для сфероидиэирующего кодифицирования чугунакомплексные модификаторы ЖКМК-5 и
ЖКМК-6, а для графитизирующего модифицирования и получения требуемой структуры и свойств в отливках — ферросилиций и стронций.
Для проведения испытаний отливают н сухие оболочковые формы технологические пробы деталей ходовых узлов
$ комбайнов KCK-100 и образцы для механических испытаний из предлагаемого (табл. 1, составы 1-15) и известного (составы l-I!1) чугунов и сопоставляют в одинаковых условиях испы(и тания.
Проводят также металлографические исследования отливок, которые показывают, что предлагаемый чугун составов 1-15 имеет более мелкозернистую
1 структуру, чем известные в отливках аналогичной толщины, и большее коли чество включений шаровидного графита на единицу площади, что обеспечивает литым изделиям более высокие эксплуатационные свойства при работе в ус2О ловиях динамических и цилиндрических нагрузок, в частности деталям ходовых узлов машин и механизмов.
С целью получения данных для сопоставительного анализа из каждого 5 состава испытывают не менее трех образцов. Испытания на динамическую прочность проводят на маятниковом копре МК-30 Механические испытания показывают, что наименьшим временным
Зп сопротивлением (47,5 кгс/мм ) обладает чугун состава 11, а для всех других составов временное сопротивление — более 55 кгс/мм
Как видно иэ результатов испытаний, предлагаемый высокопрочный чугун обладает более высокими показателями динамической прочности как при обычных, так и низких температурах. Он легко обрабатывается резанием, технологичен и предназначен
4О для отливок с толщиной стенок от 3 до 65 мм.
1 31
1 44
I, IiI
1И а!
4Ч н
Ь
Ю м ь а о
4с о
Ь
D ф и с с
4! М н о о
Ф 0
Э. 4«4 с ° о CI
W 4О с с
N М
Ф 1
Ф4 о о а.н а а с ь а о н о
О а
I 1 м
Ь Ь
М 4Ч
44Ъ о
«! о
Ф о
\ ° о
1а о
°
4«I н о
4О о с о
4.Н а °
1Ч
4Ч о с ь и
Ь о н
О с о аО о а
© н
4«I о i а
3ъ
Cl
« о
41« о с о
«4 «4Ъ с а
N ° 4Ч
44Ъ
\ о
1«4
ls о н о о 1 с о
N о с о
Cl с ь
° ф
О
Ь
О н и с а
N М
4Ч
Ь о
44Ъ с о н о
D а о
I» о с о
N н а
4Ч
Ос
4Ч
Cl
44Ъ ь с о
«4 Н
\ а !
Ч М н
О
° 4«
Ю с ь
4с
Cl с
Ъ4Ъ о о
4Ч
«" 4
О
4Ч
О с ь м
О а о я
I к н ю с а
N N
44Ъ с о
4Ч а
С1 н с
«4Ъ
«4Ъ О а с о cl
4Ч
О с
О м
О с о
4Ч
Cl с
1 о с о
«4 Ih с с
N N
N а о ааа
Cl с о
4Ч н с
D м о с
4Ч о а
4Ч
D с
4с
D с о
«-1 41« с с
N 4Ч
L ь
«4Ъ с
D н
1 l
° 4
О
О а
О 41 л
D о
4Ч н а ь (Ч
О
СЪ
Cl а
О м
О а о
4Ч а ь
«4Ъ а о
«-« с
f I
Ю
О а
4Ч
4. Ъ с
D о
4Ч о з в о я
4Ч
О а
«4 с с
N 4Ч м
N о
«« с ь
1 I
In
4Ч о а о м
О с о н с
4 Ъ ь а
«Ч о с
N с о
ah 4с с с
4Ч N
an с ь
« 4 а о м
О . а
С Ъ
Cl
4Ч
О о
«Ъ о с
° «4Ъ а а
N «Ч
«4« с
IH а о
«1 с
4 а
О н с
«Ф
Ь о
4«Ъ
Cl с о
a«l Ca с о
° 4« а о
«-4 4 с с
1Ч N н с
D с
О с
Ю о
4«Ъ
О о
4«Ъ
D а
D м ь с
4«4
О с о н с о н в
00 ala с а
N 4Ч
4Ч а
О н а о
1 I аА
«4
1Ч и с
I» о о
fn
О
О
44Ъ
СЪ с
4«Ъ о а
D н an а а
4Ч М с0 а о о н
44Ъ
Cl о о
° Ф
О
О
4
О
О с
О н о
О с
О н °
О
«
О о ь а о о о с о о о м м а с м н
N а о
I х
Ф о
Ж х о
S« а н н
Ф 5 ! !е
1 I ,I 1
° t
t
3
1 1
3 1
1н
1 1 ! 1
1 461
1 Х1 ! И нн
1 М
l ! Ol
1 I«I
1 О1 О
Ю1 Х1 4
° 1
О1 О
1 О1
4 М1 са«
III ol
OI
В el
Ф1
Х! Ol ae
О! 4«1 о х! х!
1 I«I
61 411
Ol С1 ЧЪ
4Ы
Ф 3
Ol Ian
ОЪ aal ! Н1 ! о1 44ъ
1 О
)
1
1 м
1 с
I 1
1 1
1 4Ч н н а с
N ««Ъ
% в Ь
D .C
773123
1 I I e! I I
1 1 I V
Ф
)343!
773123
Таблица
10 5
5 8
5,0
7,5
6,7
7,7
14,0
9,4
6,3
12,6
9,0
6 5
7,2
12,4
8,8
7,3
12 6
6,8
9,.2
6, 4
11,4
6,2
8,4
8,1
611
10 8
5.,8
11 2
6,2
5,8
7,8
7,4
1З,0
6,2
8,5
1.0
1 2, 2
6 5
5,7
8,2
6,4
11,4
5,3
8,2
5,4
10,З
4,7
7,6
1з
5,8
12,1
4,5
7,9
7,8
13,8
4,9
8,7
5,7
10,8
5,1
7,8
З,1
2,5
4,2
1,2
2,6
1,8
1,4
0,7 з,з
5,4
2,2
З,9
2,1-3,3
1,3-3 5
0,2-0,8
0,005-0,12
0,001-0,25
ВНИИПИ Заказ 7435/34 Тираж 694 Подписное
Филиал ППП Патент,г.ужгород,ул.Проектная, Формула изобретения
Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий, иттрий и железо, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения пластичности и динамической прочности, он дополнительно содержит нитрид бора„ стронций, магний и кальций при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:
Углерод
Кремний
Марганец
Хром
Никель
Нитрид бора 0,001-0,15
Стронций 0,001-0,12
Алюминий 0,001-0,08
Иттрий 0,001-0,07
Магний 0,001-0,05
Кальций 0,001-0,03
Железо Остальное.
Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 487158, кл. С 22 С 37/00, 1975.
2. Патент Японии 9 50-14967, кл. С 22 С 37/00, опублик ° 31.05.75.
3. Авторское свидетельство СССР
9 536248, кл. С .22 С 37/10, 1976.