Серый чугун

Серый чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н. И Е (, 933780

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТЬРСКЬМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Ресиубп н (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заивлено 12.1 1,80 (21) 3004357/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5I)M. Кл.

С 22 С 37/10

}Ъеударетее«ый кем«тет

СССР ав делам «зебуетен«й

«открыт«й

Опубликовано 07 06 82. Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 07.06. 82 (53) УДК 669,13. .018.2 (088.8) М.И,Карпенко, С.Н.Михалев, Л.А,Карписот бй=, И.Г.Захаров и Н.И.Данильченк r /

Гомельский филиал Белорусского политехнического:, ; / института

l (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СЕРЫЙ ЧУГУН

3,2-4,5

1,6-2,2

0,5-1,1

0,16-0,20

О, 16-0,25

Остальное

Углерод

Кремний

Марганец

Титан

Цирконий

Железо

I

Изобретение относится к металлур. гии, конкретнее к изысканию серых чу гунов перлитного класса в состоянии отливки.

Известен серый чугун (1 следующего химического состава, вес.3:

В качестве примесей известный чугун содержит, вес.3:

Фосфор До 0,2

Серу До 0,12

Хром До 0,1

Никель До О,1

Однако этот чугун характеризуется недостаточно высокой износостойкостью в литом состоянии и нестабильностью структуры и твердости в отливках с толщиной стенок от 8 до 80 мм.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является серый чугун (21следующего химического состава, вес.4:

Углерод 2,8-3,6

Кремний 1,4-2,6

Марганец 0,8-1,6

Цирконий 0 05-0 15

Иттрий . 0,06-0,12

Редкоземельные металлы 0,08-0,20

Железо Остальное.

Недостатками известного чугуна являются низкие трещиноустойчивость и износостойкость, нестабильность перлитной структуры и твердости в от2В ливках с толщиной стенок от 8 до

80 мм.

Цель изобретения - повышение тре щиноустойчивости, иэносостойкости и

933780

Предел прочности при растяжении, кгс/мм12при изгибе

Стрела прогиба (при расстоянии между опорами

600 мм), мм

Твердость, НВ

24-36

44-56

9-15

197-»9

Таблица 1

Компоненты

Содержание еес.Ф, в чугунах составов

Предлагаемых

Известного

2,8

2,8

3,4 3 5

3,4

3,1

3,1

Углерод

2,8

24 20 24

2,8

2,4

2,0

Кремний

0,8

0,8

1,6 1,1

1,6

1,2

1,2

Марганец

Иттрий

Цирконий

0,07 О, 1 О, 1

0,03

0,1

0,03

0,07

0,08

0,08

0,08

0,02

0,05

0,02

0,05

0,05 0,10 0,15

0,01

Р3М

0,01

0,10

0,05

0,25

0,10

0,5

0,23

0,10

Титан

Сурьма

0 5

0,10

0,06

0,10

0,02

0,02

0,07

0,05

0,03

0,01

0,01

0,03

0,05

Яэот

0,06

0,01

0,03

Кальций

Барий

0,04

0,06

0,01

Остальное Остальное Остальное Остальное Остальное Остальное Остальное

Иелезо

3 стабилизации перлитной структуры и твердости в отливках с толщиной стенок 8-80 мм.

Цель достигается тем, что серый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, цирконий, иттрий, редкоземельные металлы и железо, дополнительно содержит титан, сурьму, азот и элемент, выбранный из группы, содержащей кальций и барий, при следующем соотношении компонентов, вес.4:

Углерод 2,8-3,4

Кремний 2,0-2,8

Иарганец 0,8-1,6

Цирконий 0 02-0 08

Иттрий 0,03-0,1

Редкоземельные металлы 0,01-0,1

Титан 0;Т-0,5

Сурьма . . 0,02-0,1

Азот 0,01-0,05

Элемент, выбранный из группы, содержащей кальций и барий

Железо

Пример. Описываемый серый чугун выплавляют в вагранках или в электропечах. Температура выпуска в литейные ковши 1370-1430 С. Во время выпуска чугуна производят присадку азотированных ферросплавов и ком- . .плексных модификаторов. Иодифицированный чугун разливают в литейные формы при 1230-1350 С.

Серый чугун имеет следующие механическйе свойства в литом состо1 янии:

2S

В табл. 1 приведены составы известного и предлагаемого чугунов, в табл. 2 - результаты испытаний их свойств в отливках и исследований структуры.

933780

4 4 м

ФЧ

ФЧ

1

1

I

4 б

l5

Ф

3» и е о

Ф

LA

ФЧ

ln л

ФЧ

ФЧ

-т

ФЧ м

Ф Ъ

z

О

9 Ф е- О

v c о

I и е

9 О

Е 3s v е

«С

9 Е

I9

З

z о

О е

I»

4/\

lA

ФЧ

ФЧ

СО

CO !

Ф 4

ЪО

ФЧ м

1

1

1

1

1

1 с с и

4«3

СО

Ю м

ФЧ

«Ч о

ФЧ

ФО

4D

ФЧ

I б

1 !

ФО

1

1 !

1

1

1

1

I

ОЪ б

° 4

О I

I I

3

О 1 л

Ю l

1 I

Ф Ъ I о

1 о е

1l fs

CL S

4- Z

9 9

I У е я а е х

С Ф

«0

СО

СЧ

lD

Фч

I б I о 1

1 л

ФЧ

1 л

1

1 О

I »

1 б о

ОЪ

Ю е о

Ф

Ю

CD

ФФЪ! T

& Е

О., L i

a s

3- LO а е

3х

03 а

I и л л о с «ъ

1 е и е -е а 4- Ъ

9 Ф S

С 3- С 3v и аю

9 Сб

1 !

1

1 !

I

1

1 с«3

Ф С

С

-т

СФ

СЮ

«е

СЕ

О

Ю

ФЕ

Ics

С

1 о

3«е

О с с

LA

Ю

fCI

t43 х и

3и

z а

l х

9 а

lQ х

u e

9 Ф е о

s z и с о

lg !

» «С

9 9

1 а

3z с а

С:

4- IS

s e

c z а 19 S с а

1 и z 1 о

XZYI еео

ЕГ Ео 1

Ф C; CICO 1

Ое- t Ф

3 VCO 1

3- 1

ФГ\

CO

ОЪ ъо

Ф 4

Ю

ФЧ

1 л

nt

ФЧ

1 о

4Ч

Ф

ОЪ

ФЧ

ФЧ л

ОЪ

1 х

«ч

ФЧ

Ф

ОЪ

ФЧ

ФЧ

Ю

ФЧ

ОЪ

ФЧ

ФЧ

lA

«D

СЧ

Ю

ГЧ

ФЧ

u to о

«С а Ф

4l CD

3 X и е о

dl и

I е

Ю ео е толст I

С s I

9 4 ° а о а стб э с

z х о

У

z е

l33 х

9 к

lA

ФЧ

ill

ФЧ м

Ю

Фч

ОЪ

0 б

vv е«Ч

О Е S I

a z e

7 9 . оееи аа«с < с с т- х

I

1

1

I

1 с

СЕ

CL с

МЪ м

° I

Ю

ФЧ

Чб м

I о м

ФЧ

° О

Ф п4 л

CfI

Ф

Ф 4 ъо м

«D м

° "Ъ м

1 !

»

ФЧ

lC

lC

Ф е

v о nt

1

lC

1

z

«Ф

1 та 1

1 е

II

1

1

I

1

Ф

I !

1

Ф

1 !

I

1 !

I !

1

Ф

I !

1

1

t

t

I

1

1

I

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Г б

I

1 I

1

1

1

Ф

1

t

1

1

1 !

I

1

1

1

1 !

I

I

1

Ф

Ф

Ф

1 4

Ф сил

9 о тz u

S C3 O

z x е Фс О

3- ЕФcD z u

z а с

63

u4«s о az

z (б 9 9

C3 Z

1 Jt и tx v о о

Z Ф

s еж

B J

9»Z

a o

3 т»

I 3 то z е

OIs

929

L. Ф Ф

z z ае е с az б

lC е

sît

Х Ф Y

Гб S Е

Е ftt е и а

СО

t ОЪ

3 Ю

1 4

3 Ю м О

1 ",.-С

1!

CI

С:

ФЧ О

CO

1 I 1

ln I CD

I Ф"Ъ о

СО 1

1 о

i CD

М! ОЪ о

1 CD м

° . л

1, 1

1

1

1

1

Ф

I

Ф

I

1

1

1

1

4

3

I

1

1

1

I

1

I !

1 !

l

I

I

I

Ф

I !

3

3 т !

Ф

I !

1

1

I

1

1

1

1

1

Ф

1

1

Ф

1

I

t

I !

I ! !

1 !

I

l !

I

4

1 !

1 !

933780

Формула изобретения

0,01-0©10

0,1-0 5

0,02-0,1

0,01-0,05

0,01-0,06

Остальное

ВНИИПИ Заказ 3869/10 Тираж 660 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В предлагаемом чугуне азот является легирующим компонентом и практически весь связан в устойчивые к растворению в железе нитриды титана, циркония, иттрия и редкоземельных металлов, дисперсность которых находится на уровне 0,03-1,2 мкм. Такие дисперсные частицы являются эффективными центрами кристаллизации, способствующими измельчению структуры чугуна, что приводит к повышению износостойкости. Наличие кальция илй бария в указанных пределах способствует очистке границ зерен от неметаллических включений и более равномерному распределению нитридов в матрице чугуна, измельчению графита в отливках.

В известном чугуне по границам литого зерна располагаются относительно крупные карбиды (диаметром до 7- „ 20

15 мкм), что снижает трещиностойкость чугуна, его эксплуатационные и прочностные характеристики.

Как видно из табл. 2, величины трещиноустойчивости и других эксплуатационных свойств для составов 1 - 6 превышают те же величины у известного серого чугуна, При испытании чугу нов на износостойкость в условиях газообразного изнашивания и трещиноустойчивость в литом состоянии в качестве эталона используют известный серый чугун с пластинчатой формой графита марки СЧ 24-44 (ГОСТ 1412- .

70),износостойкость и трещиноустой чивость которого условно принята за

1004.

Сурьма в количестве 0,02-0,13 вводится как эффективный стабилизирующий перлит элемент: при введении ее до Ю

9,024 влияние незаметно, а при увеличении содержания ее более 0,1 ухудшается трещиноустойчивость. Титан введен как эффективный нитридообразую" щий элемент в количестве 0,1-0,53, ф меньшее его содержание не обеспечивает положительного эффекта, а большее, свыше верхнего предела при выбранных составах других нитридообразующих компонентов, снижает показатели тре- 50 щиноустойчивости и износостойкости, приводит к образованию перлито-ферритной структуры.

Термическая стойкость определяется йо количеству циклов нагрева до 900 С $5 и охлаждения в воде до образования первых трещин.

Использование предлагаемого серого чугуна для изготовления литых изделий, работающих в условиях резких перепадов температур и газоабразивного изнашивания, обеспечивает повышение надежности и долговечности их использования. Экономический эффект от внедрения описываемого чугуна co<.. тавляет 210-280 тыс.руб.

Серый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, цирконий, иттрий, редкоземельные металлы и железо, отличающий с я тем, что, с целью повышения трещиноустойчивости, износостойкости и стабилизации перлитной структуры и твердости в отливках с толщиной стенок 8-80 мм, он дополнительно содержит титан, сурьму, азот и элемент, выбранный из группы, содержащей кальций и барий, при следующем соотношении компонентов, вес.4:

Углерод 2,8-3,4

Кремний 2,0-2,8

Марганец 0,8-1,6

Цирконий 0,02-0,08, Иттрий 0,03-0,1

Редкоземельные металлы

Титан

Сурьма

Азот

Элемент, выбранный из группы, содержащей кальций и барий

Железо

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 590352, кл. С 22 С 37/10, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР и 692887, кл. C 22 С 37/10, 1978.