Чугун с шаровидным графитом

Чугун с шаровидным графитом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБВЕТЕ Н ИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социапнстнческна

Республик

»»945219

* ( е аа ". (6! ) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 13.10.80 (2! ) 2990528/22 02 с присоединением заявки № (23) Приоритет, (51) М. Кл.

С 22 С 37/10

3Ъеударстееннь В каннтет

СССР ао делает нзо4ретеннй н аткрытнй

Опубликовано . 23.07.82. Бюллетень № 27 (5З) УД1 669.13— 018.2 (088.8) Дата опубликования описания 23.07.82 н (72) Авторы изобретения

М. И. Карпенко, р. Н. Анамовнч, В. fjÄÃàð× íêî; —И. И. Карпенко и Ф. И. Титко

1

;а а ! а (7!) Заявитель Производственное объединение "Гомсельмаш" им. 60-летия

Великого Октября (54) ЧУГУН С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению легированного чугуна с шаровидным графитом, используемого для изготовления конструкций, работающих в условиях тепловых ударов.

Известен чутун (!1 с шаровидным графитом следующего состава, вес.%:

Углерод 3 — 4

Кремний 1,5 — 2,5

Марганец 0,3 — 1,2

Хром 2 — 3

Алюминий 0,8-1,8

Титан 0,05 — 0,25

Кальций 0,05 — 0,1

Редкоземельные металлы 0 05 — 0,1

Азот 0 05 — 0,2

Медь 0,5-2,0

Бор 0 005 — 0 01

Железо Остальное

Известный чугун обладает пониженными . значениями термической стойкости и окалиностойкости в воздушной среде при нагреве до

800 С.

Известен чугун (2), содержащий, вес.%:

Углерод 2,8 — 3,8

Кремний 0,2 — 0,8

Марганец 0,1-0,6

Хром 0,01 — 0,6

Алюминий 0,1-0,9

Редкоземельные металлы 0,005 — 0,1

Стронций 0,001 — 0,1

Литий 0,001 — 0,1

Железо Остальное

Недостатком данного чугуна является низкая термо- и окалиностойкость.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является чугун, содержащий, вес.%:

Углерод 2,72 — 3,50

Кремний 1,08 — 2,45

Никель 8,17 — 10,90

Марганец 6,1 — 8,65

Медь 2,31 — 3,92

Алюминий 1,81 — 3,79

Литий 0 04 — 0,09

Кальций 0,01 — 0,10

945219

Магний 0,002 — 0,085

РЗМ 0,01 — 0,10

Железо Остальное

Этот чугун в питом состоянии имеет ферритную металлическую основу и следующие механические свойства: временное сопротивление 45,6 — 47,0 кгс/мм, относительное удлинение 14,8-17„3% и твердость 149 — 159 НВ (3) .

Недостатком чугуна с шаровидными графитами является низкая термическая стойкость. >в

Отмечается также недостаточная окалиностойкость в воздушной среде при нагреве до 650—

800 С.

Цель изобретения — повышение термической стойкости н окалиностойкости чугуна. 15

Цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, никель, марганец, медь,, алюминий, литий, кальций, магний, редкоземель ные металлы и железо, дополнительно содержит титан, бор и азот при следующем соотношении щ компонентов, вес.%:

Углерод 2,5 — 3,3

Кремний 1,1 2,5

Никель 8,1 — 10,9

Марганец 6,3 — 8,1 2з

Медь 2,5 — 4,1

Алюминий 1,3-2,9

Литий 0,03 — 0,07

Кальций 0 01 — 0,05

Магний зо

Таблица 1

Содержание углерода (остальное — железо), вес.%

Соста

1 к ль- РЗМ маг- бора ле- кремда ния марганца ике лития тита азота я

Известный

2,4 3,2 0,07 — 0,1 0,1 0,03

3,5

2„4

8,03 9,1

Предлагаемый

8,1 8,1 2,5 1,3 0,03 0,3 0,01 0,02 0,03 0 01 0,01

3,3

72 95

3,3 2,1 . 0,06 0,8 0,03 0,03 0,04 0,03 0,04

2,9

2,0

6,3 10,9 4,1 2,9

2,5

2,5

П р и м е ч а н и е. Чугун известного состава дополнительно содержит 0,01 sec.% серы и 0,05 вес.% фосфора.

1 испытаний и технологических исследований.

Термическую стойкость определяют по количеству циклов нагрева чугуна до 800 С и охлаж55 дения в воде до появления трещины. Критерием оценки окалиностойкости служит привес образцов диаметром 15+0,1 мм и длиной 15+

0,1 мм за 100 ч испытания при 650 и 800 С, Предлагаемый чугун имеет следующие механические свойства.

Временное сопротивление, кГс/мм2 54,2 — 57,4

Относительное удлинение, % 16,7-17,8

Для проведения испытания отливают технологические пробы и образцы для механических

Редкоземельные металлы 0,02-0,05

Титан 0,8-1,5

Бор 0,,01 — 0,05

Азот 0,01-0 05

Железо Остальное

Титан и бор: образуют с углеродом стойкие карбиды и ингриды, которые равномерно распределяются по телу зерна, что способствует стабилизации структуры при эксплуатации в условиях повышения температур. Дальнейшее увеличение содержания титана, азота и бора приводит к интенсивному увеличению графити, зации и снижению качества чугуна в отливках.

При меньших содержаниях титана, бора и азота не наблюдается увеличения эксплуатационных свойств чугуна при повышенных температурах.

Пример. В индукционной электрической печи с тиглем емкостью 250 кг проводят плавки известного и предлагаемого чугунов с использованием в качестве шихты литейных и передепьных чугунов, полуфабрикатного никеля, меди, алюминия, сурьмы и комплексных ферросплавов. Температура перегрева металла

1485 — 1500 С, а температура заливки его в ,сухие жидкостекольные литейные формы 13801400 С.

Химический состав известного и предлагаемого чугунов приведен в табл. 1.

0,07 1,5 0,05 0;05 0,05 0,05 0 05

945219 4

Полученные данные по окалиностойкостн чугуна в атмосфере воздуха при 650 и 800ЮС, - термической стойкости приведены в табл. 2.! !

Таблица 2

Качественные характеристики известный

2 ) 1 3 предлагаемый

Термическая стойкость (нагрев 800 С„ охлаждение в воде), циклов

281

276

242

176

Термическая стойкость . (нагрев 1000 С, охлаждение иа воздухе), циклов

146

380

846

284

210

158

0,6

0,9

2,3

4,8

1,4

2,1

5,6

12,3

Испытания показывают, что динамическая прочность предлагаемого чугуна в 2 — 3 раза выше, чем у известных, а эксплуатационная стойкость его при эксплуатации в условиях З5 тепловых ударов по сравнению с известными в2 — 4 раза.

Более высокий уровень комплекса эксплуатации свойств предлагаемого чутуна позволяет повысить надежность литых изделий, работающих в условиях тепловых ударов. Экономический эффект от использования чугуна составит более 120 тыс. руб.

0,02 — 0,05

0,3 -1,5

0,01 — 0 05

0„01 — 0 05

Остальное

4$!

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 773120, кл. С 22 С 37/10, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР Р 619537, кл. С 22 С 37/10, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР N 679637, кл. С 22 С 37/10, 1979. чугун с шаровидным графитом, содержащий углерод, кремний, никель, марганец, медь, алюминий, литий, кальций, магний, редкоземельные 30 металлы и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения термо- н окалиностойкости, он дополнительно содержит титан, бор и азот при следующем соотношении компонентов, вес.%: М

ВНИИПИ Заказ 5265/36 Тираж 660 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 отнесенный к 1 м поверхности образца (в г/м ) и скорость окалинообраэования (s

r/M2, ч).

Окалиностойкость (привес при 1000 С), г/м . ч 42,1

Окалиностойкость (привес при 120ФС эа 100 ч), г/мз ч 93

Формула изобретения

Углерод

Кремний

Никель

Марганец

Медь

Алюминий

Литий

Кальций

Магний

Редкоземельные металлы

Титан

Бор

Азот

Железо

2,5 — 3,3

1,1 — 2,5

8,1 — 10,9

6,3-8,1

2,5 — 4,1

1,3-2,9

0,03 — 0,07

0,01-О,О5

0,03 — 0 05