Высокопрочный чугун

Высокопрочный чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬ6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (I i)3985119 (б! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1Q.07.81 (21) 33 17873/22-02 (51)М. Кл.

С 22 С 37/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

1Ьеударетесииый комитет

СССР ао делам изоЬретеиий к открытий (5З ) УД 1(669.13-1 96 (088. 8) Опубликовано 30. 12.82. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 05.01.83 (72) Авторы изобретения

II

Il е .Г ь

ЛЛ. Счисленок и С. H. Леках.т „

Белорусский ордена Трудового Красного Зна ени политехнический институт (71) Заявитель (54) ВЫСОКОПРОЧНЫИ ЧУГУН

0,1 - 0,6

0,03 - 0,1

0,5-0,9

Ос тальк ое

Марганец

Магний

Алюминий

Железо

1о

Изобретение относится к металлургии, а именно к составам высокопрочных чугунов, и может быть использовано при производстве ответственных машиностроительных отливок и нагруженных деталей автомобилей и тракторов.

Известны высокопрочные чугуны, содержашие углерод, кремний, марганец, алюминий и другие легируюшие элементы (медь, молибден, хром, никель).

Укаэанные чугуны имеют сложный химический состав, достаточно высокие механические свойства при низком содержании серы в исходном расплаве. Однако свойства их нестабильны при более высоких концентрациях серы (свыше 0,02%}.

Кроме того, эти чугуны имеют высокую склонность к отбелу.

Наиболее близким к предлагаемому го является высокопрочный чугун (1 3, содержаший, вес. %:

Углерод 3,0 — 4,5

Кремний 0,5- 1,8

Известный чугун обладает высокой окалиностойкостью и эа счет содержании в нем магния обеспечивает получение шаровидной формы графита в отливках при содержании серы в исходном сплаве не более 0,02%. При болыпих концентраштях серы для сфероидизации графита увеличивают содержание магния до 0,1%. Однако и при этом полностью не достигается шаровидная форма графита, и чугун имеет недостаточную прочность, и особенно пластичность. Наблюдается также нестабиль-! ность свойств в отливках вследствие появления в них плен. Пониженная концентрация кремния -не обеспечивает получение отливок сечением по

10 мм беэ структурно- свободного цементита, что ухудшает обрабатываемость отливок»

Извесь ный 3, 75

Предлагаемый

1 3,2

1, 15 0,35 0;065 0,7 - 50 220 2 20

1,9 0,2 0,03 0,5 0,01 61 200 3 7

2,05 0,3 0,75 0,75 0,03 60 190 3 5

2 3,4

3 3,6 2,2 0.4 0,07 1,0 0,05 58 180 4 3

3 98511

Бель изобретения - повышение механических свойств чугуна и снижение склонности его к отбелу.

Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, магний, алюминий и железо, дополнительно содержит церий при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Углерод 32-3,6.

Кремний 1,9-2,2 10

Марганец 0,2 - 0,4

Магний 0,03 — 0,07

Алюминий 0,5 - 1,0.

Берий 0,01 - 0,05

Железо Ос тальк ое

Примеси;

Сера До 0,06

Хром До 0,1

Введение в состав чугуна церия в количестве 0,01 - 0,05% способатвует. полу20 чению правильной шаровидной формы графита в отливках. при значительных колебаниях вредной примеси серы в исходном расплаве до 0,06%. Нижний предел содержания церия (0,01%) обусловлен необходи- 5 мостью получения шаровидной формы rpa фита в отливках, верхний (0,05%) - ухудшением при больших концентрациях церия формы графита (эффект "перемодифицирования"). Увежгчение концентрации кремния ЗО (1,9 - 2,2%) способствует кристаллизации сплава по стабильной диаграмме состояния без структурно-свободного цементита. Нижний предел по кремнию (1,9%) обусловлен требованиями уменьшения склонности к 3s отбелу в отливках, верхний (2,2%) - ухудшением пластичности сплава вследствие образования легированного феррита. цированием и легированием церием и алюминием. 55

Предлагаемый чугун может быть использован для изготовления нагруженных деталей тракторов и автомобилей, а также

9 4

Алюминий при концентрациях 0,5- 1,0 способствует повышению прочности чугуна. Углерод (3,2 - 3,6%) и марганец (0,2» 0,4%) обеспечивают хорошие литейные и механические свойства. Магний в пределах 0,03 - 0,07% приводит к кристаллизации графита в шаровидной форме.

Структура предлагаемого чугуна имеет феррито-перлитную металлическую матри ж и шаровидные включения графита.

В качестве шихты используют возврат литейного производства, ферросплавы марганца, магния, алюминия и церия.

Содержание примесей серы составляет

0,05%, хрома 0,09%. После перегрева до 1420 С чугун модифицируют в ковше магнием, церием и алюминием с помощью соответствующих ферросплавов.

Для исследования свойств сплавов заливают, отливки с толщиной стенки 30 мм и пробы на отбел со сквозной щелью, установленные на стальную плйту.

В таблице приведены составы иэвест ного и предлагаемого чугунов и их свойства.

Как видно из таблицы, предлагаемый сплав обеспечивает более высокие механические свойства в отливках при содер жании серы в исходном расплаве на уровне 0,02 - 0,06%. При этом он имеет меньшую склонность к отбелу в тонких сечениях отливок.

Приготовление предлагаемого сплава может включать в себя плавку в кислой энергопечи, либо дуплекс-процесс вагранка — электропечь с последующим модифисельскохозяйственных машин Ожидаемый экономический эффект (рассчитанный на примере изготовления дисков кольчатошпорового катка) составляет свыше

200 тыс, руб. в год.

Марганец

Магний

Алюминий

Берий

Железо

0,2 — 0,40,03 «0,07

0.5 - 1,0

0,01 - 0,05

Ос тальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

tO 1. Авторское свидетельство СССР

% 550454, кл. С 22 С 37/00, 1976.

5 - 985119 формула нэобр/етения

Высокопрочный чугун, содержаший углерод, кремний, марганец, магний, алюминий и железо, о т л и ч а ю ш н и с я тем, что, с целью повышения механических свойспь и снижения склонности к от- белу, он дополнительно содержит церий при следуюшем соотношении ингредиентов, .вес. %:

Углерод 3,2 - 3,6

Кремний 1,9- 2,2

Составитель В. Муравьев

Редактор Л. филь Техред М. Надь Корректор В. Прохненко

Заказ 10091/36 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4