Чугун

 

,SU.„101495

3(р) С 22 С 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й АВТОРСНОМУ СВИДГГЕ/ВСТВУ! ф 1.»

4 »

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3353516/22-02 (22) 13. 11. 81 (46) 30.04.83. Бюл. и 16

i (72) Е. В. Колотило, О. В. ПузырьковУваров, И.И; Ануфриев, Л.Х. Иванова, А.В, Пищида.и Ю.К. Бунина (71).Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт

:(53) 669. 13.018.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

It 489806, кл. С 22 С 37/00, 1974.

2. Авторское сВдетщпьство СССР

И 523956, кл.- С 22 С 37/00, 1976. (54 )(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний,.марганец, церий, иттрий и железо, отличающийся тем, что с целью повьпиения прочности и из носостойкости, он дополнительно содержит лантан и неодим при следующем соотношении компонентов, вес.3:

Углерод 2,8-3,4

Кремний 0,8-1,8

Иарганец 0,5-0,8

Церий - : 0,04=0,06

Иттрий 0,02-0,07 . Лантан 0,04-0,06

Неодим 0,03-0,06

Железо Остальное

"958

2,8-3,4

0,8-1,8

0)5 0,8

0,04-0,06

0,02-0,07

0,04-0,06

0,03-0,06

Остальное

Углерод

Кремний

Марганец

Церий

Иттрий

Лантан

Неодим

Железо,1 101

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к изысканию термоизносостойких и высокопрочных чугунов для отливки прокатных валков.

Известен чугун (1 следующего химического состава, вес.4:

Углерод 3-3,4

Кремний 1, 9-2,5 ,Марганец 0,6-1,2

Хром 0,1-0,4

Никель О 5" 1) 2

Церий 0,005-0,015

Лантан 0,002-0,01

Неодим 0,001-0,006

Железо Остальное

Недостатком известного чугуна является низкая износостойкость иэ-за наличия в структуре чугуна ледебурит .та.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо:" му результату является чугун (2 ) следующего химического состава, вес.Ф:

Углерод 2,8-3,3 кремний 0,5-1,2

Марганец 0,5-0,8

Церий 0,04-0,08

Иттрий 0,02-0,07

Железо Остальное

Недостатком известного чугуна яв ляются низкие прочность и износостой,.кр,сть.

, Цель изобретения - повйшение прочности и износостойкости.

Данная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, церий, иттрий и железо, дополнительно содержит лантан и нео." дим при следующем соотношении компонентов, вес. 4:

1О

Пример . Чугун выплавляют индукционной печи с кислой футеров. кой. Модифицирующие элементы (церий, иттрий, лантан, неодим ) загружают в ковш перед выпуском металла. Церий вводят в виде ферроцерия, иттрий металлический, лантан -и неодим - в виде лантан-неодимовой лигатуры сле дующего состава, вес./: (лантан +

+ неодим ) 45

Кремний 4 я

Кальций 0,4

Железо Остальное

Чугун при 1450+5 С выпускают в ковш с необходимой навеской модифи25 каторов и при достижении .1330-1340оС заливают в кокильную форму. Отливки имеют размеры: диаметр 50мм, высота

200 мм. Из этих отливок вырезают образцы для химического анализа, метал30 Лографических исследований, измерения твердости, определения пределов прочности при изгибе и разрыве и износостойкости. Испытания на износостойкость проводят на машине СМЦ-2

З5 при трении скольжения с нагрузкой

75 кг. Испытания механических свойств проводят на образцах согласно ГОСТ

1497-61, Химический состав и результы испытаний приведены в таблице.! 0149.">8

I .Ф

1 бO L о о о х

О >S х о

I (>2 I»

I -Х О

I (с(-1 о л

ОЪ м

CD л

tD

-й о л

Ю ф в

-4

Ю

LA л о>

° (LA

LA е -4

LA л

C>(le

lA л

С> О.

1 1 !

1

I

I

l. !

Э 1 о=

Х I

1. I. (.(\

Ю

«> м

Ю о ъО

Ю л о м

Ю р л

С> сО

tD л

1 t а. о

Ю сО

С>

1 1 дсР о

Э 1

t6 1

1 (О (0 i (- (О и

>S 1

Х 1 о

Э 1

S I

S I

S 1

Х б

1

1

1 л о

Ю м

С> л

С:> л

С>

CD л

С> о (с( о о (Г\

CD л

«D

LA

CD о сО

Ю л

Ю О о

-1 о

-4

С> л

С>

СО

Ю

С>

-з . Ю

Ю

I

1 .1

1

-а. (.(1

-а.

LA л о» О

tD О л

LA л

00: л

СО л

° л и

Сс( м бс(л м

00 л (М л м л м л м

I l

I

t !

I (Ъ

I- CV и

Э

t0 >S

C>I Я

z x

I (-, Cf

Э

>S

Б

Q

> . I 1

1

1

1

1

I " ° с б

1

I

1

I (6

1 и

I (-! о ! >X о

1 In о

1 ! Ip

1 X

I Х о

I C(! !

l S ,1 Z

1 IO X! °

j(,1 I

1 !

I

1

1 !

I ! !

I

1

1

I

1

1 !

t

I ! !

1 б

1

1

1

1

I

I !

I

I б

I

1

1

I

I.

Х

> L

»

:г

1 л

1 X

I I о о

1 гс(1

1 C -*.

I O (-. 1I Э Х

1 С

1 Э. a.

1 Е"

1

1 (л

1 М (1о о

cS Я аи

Э Ж

1 t(t

I (I 1

I I

1 I

Ю

1 1

1 l

1 I

1 (I ! I

I l

I 1 фi l ! ->9

1 1

1 1

l I бЧ ОЪ

lA -4 о ь л л о О . - 1 о о л о .о

01 м -Ф о .о л о о

00 Л сО m о о л л о ю О в

О CD О л л о о о

СЧ (.Г\

CD CD о

-Ф сО о л л о о

LA O л о о

СО л ° I о

00 е л л (м м б

1

I

1

1.

1

l.

1

I

I !

I.

1

1

1 .I

1

1

1

1

I

1

1

1. .I

1

I !

I

I (1

I

1

1

1 .

1

1

I

1

1

1 (I

I

1

I

1

1

I

1 б !

1

I !

1

I

I

1

I

1

I

1

1

I °

5 10149

При установлении необходимых соотношений компонентов учитывают сле-. дующее. Углерод по мере возрастания

его концентрации свыше 3,43 увеличивает в структуре колиЧество карбид- ю ной фазы, что.обеспечивает. повышение твердости, но снижает вязкость, приводя к растрескиванию и выкраши,ванию рабочего слоя. При содержании углерода ниже 2,83 возрастает вяз- 1з кость за счет увеличения содержания в структуре пластйчной высокожелезистой фазы. При этом снижается изно ,состойкость и резко .ухудшаются ли:тейные свойства (жидкотекучесть, ;усадка ).

Кремний в указанных пределах предназначен для компенсации влияния окисленности отдельных составляющих, расплава, способствует появлению в структуре чугуна графитной составляющей, снижающей модуль упругости сплава. Увеличение содержания крем" ния выше верхнего предела приводит

;к снижению физико"механических и специальных свойств вследствие ферритизации матрицы, увеличению количества высокоуглеродистых фаз. Уменьшение содержания кремния ниже нижнего предела повышает склонность к отбеливанию отливок, приводит к появлению в структуре метастабильной эвтектики с соответствующим ухудшением физико-механических и специаль ных свойств.

Содержание кремния в исходном чу гуне было на 0,43 ниже чем необходимо, Доводка по кремнию осуществляется

58 6

: в ковше с учетом содержания его в компле кс ном моди фи ка торе.

Марганец в пределах 0,5-0,83 спо-собствует обессериванию и раскислению чугуна, позволяет регулировать структуру металлической матрицы. При увеличении содержания марганца выше 0,84 укрупняется зерно и появляется транскристалличность в макроструктуре чугу на. При уменьшении содержания марганца менее 0,54 снижаются физико-меха-, нические и специальные свойства. . Церий и иттрий в указанных пределах способствуют повышению дисперсности матрицы, уменьшению условного размера карбидов, что влечет за собой повышение износостойкости. При увеличении содержания церия и иттрия выше верхних пределов происходит выделение большого количества неметаллических включений, снижающих специальные свойства чугунов, Ори содержании ниже нижних пределов церий и иттрий расходуются только на рафинирование расплава, При содержании лантана и неодима выше верхних пределов в чугуне выделяется большое количество неметаллических включений, снижающих физикомеханические и специальные свойства чугуна. При уменьшении содержания лантана и неодима ниже нижних преде". лов в структуре наряду с пластикообразной эвтектикой выделяет я ле" дебурит износостойкость такого чугуна будет значительно ниже. . Как видно из таблицы,по прочности ,и износостойкости предлагаемый чугун превосходит известный, Составитель Э, Петренко

Редактор П. Макаревич Техред Л.Пекарь: Корректор А, Дзятко

Ю ЮВ ЮВФВ \ . Заказ 3141/25 . .Тираж 627. .. : Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

° ЮИВВВМОВОЮФ филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4