Чугун

Чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республнк

<1>998566 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 151181 (21) 3353423/22-02 с присоединением заявки N9l (23) С 22 С 37/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Приоритет

Опублиновано 230283. Бюллетень Но 7 (И) УДК 669. 13. .018.2(088.8) Дата опубликования описания 230283

В.Г.Грушко, Н.A Гедеревич, В.И.Кошелев, Гф.Шфйьге:. . : -".=: i. и И.N.Áîíäàðåíêî (72) Авторы изобретения ф ",к, i ю....: и .i: .. ", . ;

Запорожский ордена "Знак Почета" машиност ителвныв ."Ьновитут!

-бО с лейчит= — =--(71) 3ая вители им.В.Я.Чубаря и Купянский литейный завод имеиттВеликой Октябрьской социалистической революции (54 ) ЧУГУН

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к изысканию чугунов с шаровидным графитом для литых деталей, работающих в условиях многократных теплосмен при ударных и динамических нагрузках, и может быть приМенено в машиностроении для изготовления, например,- корпусов турбокомпрессора тракторного двигателя.

Известен чугун следующего состава, вес.Ъ:

Углерод 2,9-3,4

Кремний 2,4-2,8

Марганец 0,4-0,8

Алюминий 3,2-3,9

Церий 0,02-0,06

Хром 0,8-1,6

Магний 0,08-0,14

Железо Остальное.

Этот чугун имеет следующие свой« ства: предел прочности прн растяже2

0 нии 35,2 кгс/мм, предел прочности при изгибе 70,0 кгс/мм,, твердость

2 по Бринелю HB 262, окалиностойкость

0,01 г/м ч (1 3.

Недостатками этого чугуна являются низкая пластичноть и высокая твердость, что не дает возможности применять материал для деталей, работающих при повышенных динамических и ударных нагрузках. Кроме того, механическая обработка этого сплава связана с дополнительными технологическими трудностями ввиду повышенной твердости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является чугун следующего химическо-

1p ro состава, вес.Ъ

Углерод 3,0.-4,5

Кремний 0,5-1,8

Марганец 0,1-0,6

Магний 0,03-0,1

Алюминий 0,5-0,9

Железо Остальное

Чугун в качестве примесей содержит серу до О, 02 вес.Ъ, фосфор до ,0,2 вес.3(2).

Недостатками известного чугуна являются низкие прочность, термо-и окалиностойкость.

Целью изобретения является повышение прочности, термо- и окалиностой.кости при сохранении пластичности в литом состоянии.

Цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, креиний,.марганец, алюминий, магний и железо, до-. полнительно содержит азот при следую30 щем соотношении компонентов, вес.Ъ:

998566

Т а б л и ц а 1

Чугун

Содержание компонентов в чугуне, вес.Ъ

1 "1 "I 1 I I t

Т и F e

И9 6 S Р

Известныйй

3,6

2,6 0,30 0,09 0,70 0,09 0,20 — Ост.

Предлагаемый

3,40

0,20 0,04 0,50 0,08 0,15 0,025

0,30 0,09 0,70 0,09 0,14 0,025 и

1,80

3,60

2,30

2r 80 0r40 0t 14 0х 90 0s 12 Oi 20 0i025

4,00 и

Oi20 Ок04 Ок50 Ot10 Ît20 Ог035

1,80

3,40 и

0,30 0,09 0,70 0,10 0,16 0 035

2,30

3 60

2,80 0,40 0,14 0,90 0,10. 0,16, 0,035

4,00

3 40

1,80

0,20 0,04 0,50 0,09 0,20 0,050

0,30 0,09 0,70 0,10 0,20 0,050

0,40 0,14 0,90 0,12 0,16 0,050

2,30

3,60

4,00

2,80

Углерод 3,8-4,0

Кремний 1,8-2,8

Марганец 0,2-0,4

Магний 0,04-0,14

Алюминий 0,5-0,9, Азот 0,025-0,05

Железо Остальное

Чугун в качестве примесей содер кит серу до 0,12 вес.Ъ, фосфор.до

0,2 вес.Ъ.

Чугун выплавляют в электродуговой 10

1 печи с кислой.футеровкой, используя в качестве шихты передельный чугун

М1 с подшихтовкой собственного возврата в количестве 30% от общей метал, лозавалки. 15

Алюминий и азот (в виде азотированного ферромарганца) присаживают в разливочный ковш перед разливкой металла по литейным формам. В реакционные камеры, установленные по ходу литниковой системы, помещают железо-кремниймагниевую лигатуру в количестве 2, 5% от металлоемкости формы, обеспечивающую структуру и свойства высокопрочного чугуна в литом состоянии.

В одной форме с отливкой заливают технологические пробы при 1380-1420 С. о

В табл.1 приведен химсостав предлагаемого и известного чугунов.

Добавка азота, соединяясь с алю минием, образуют нитрнды алюминия, которые, имея высокую температуру плавления {более 2000 С) находятся в чугуне в твердом виде (инитридная муть") располагаются по границам зерен и тем самым препятствуют их окислению, уменьшают склонность металла к окалинообразованию при нагреве. Наличие нитрида алюминия приводит к резкому иэмельчению ферритных зерен, что приводит к повышению механических свойств чугуна, уменьшению деформационных явлений при термоциклическом нагружении. Это особо важно для тонкостенных корпусных отливок, имеющих сложную конфигурацию.

В табл.2 приведены механические свойства и структура предлагаемого чугуна в сравнении с известным.

Как видно из табл.2, введение в чугун азота приводит к повышению предела прочности при испытании на разрыв и изгиб на 15-25% и 30-45Ъ соответственно при сохранении пластичности, а также к повышению термои окалиностойкости.

Ожидаемый экономический эффект при изготовлении отливок из предла- гаемого чугуна составит 125 тыс.руб.

998566

Таблица 2

Чугун

Предел прочнос ти на изгиб, 4 2 кгс/мм

Относительное удлинение, d,a

Твердость, НВ

Термостойкость циклы

Окалинообра зование г/м4

Структура в литом состоя нин

Известный 65,0 34,0 (336 }

12,5

7,2 195

260 12,,08 Феррит

ШГ ю1

Предлагаемый

98,5 40,5 (395 ) 76,0

8,6 380, 0,008

2 105,5 40,5 (395) 16,5

380 0,0085 Феррит ШГ

40,5 (395}

98,8

15,5

8,6 176

8, 5 .187

42, 0 (425) 120,0

18,0

380 - 0,0092

360 0,0086

380 0,0089

115, 0 42, 5 (430) 16,5

8,0 176

9,2 195

8,9 197

42,1 (425) 110,5

16,0

18, 0

18,5

380 0,0090

115, 5 42, 0 (425}

120, 0 46, 5 (459) 9,5 176

380 0,0090

380 0,0089

115,5

46,5 (445}

18,0

9,2 172

П р и м е ч а н и е: Шаровидный графит м}

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, крем" ний, марганец, алюминий, магний и .железо, о т л и .ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности, термо- и окалиностойкости при сохранении пластичности в литом состоянии, он дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод 3,8-4,0

Кремний 1,8-2,8

Марганец

Алюминий

45 Магний

Азот

Железо

0,2-0,4

0,5-0,9

0,04-0,14

0,025-0,05

Остальное

Источники информации, 5() принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 517567, кл. С 22 С 37/10, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 550454, кл. С 22 С 37/10,.1975 °

Составитель 3.Петренко

Текред Е.Харитончик Корректор; Н.Король

Редактор О. Половка

Заказ 1083/48 Тираж 625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Предел прочности на разрыв, 6 к мм

Н/мм, Ударная вязкость а11кгмм

2 см

8,0 172 360 0,008 Феррит

ШГ