Чугун

 

СОЮЗ СООЕТОНИХ саннвв . РЕСПУЬЛИН за С 22 С 37 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н в вта снамт авнавтвъатвт

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ ГЕТ СССР нн Мнюйм\вт Фьтв (21) 3305570/22-02 .(22) 24 06:.81 . (46) 15 -05 83. Бал, Э 18 (72)В..:A. Полинец, В. H.. Гончарук, И. В. Лозовой,- Л. И. Вахрушев, В. И. Овчинников, И.--A. Синега и, В. . А. Кур@юков (71)Ьрстювскийна-Дону научно-иссжщоиательсммй институт темнологии мами

ИОСТРОФНИЯ (53) 669 13 в018.2 (088.8) (56)1 : Авторское свидетельство СССР

9 461151, кл. С 22С 37/00,- 1972»

2.. Авторское свидетельство СССР

В 692889 кл.:C 22 C 37(00, 1977.. (54)(57). чУГУВ, содержащий углерод кремний, марганец, ванадий, кальций,: . бор, алюминий at железо, о- т л и ч аЯ0„„4 А

Ю Щ И и С Я ТЕМв Чтов С ЦЕЛЬЮ ПРЕДОТ вращения вцделения первичного графита в процессе кристаллизации, сокращения времени термической обработки отливок н повышения механический свойств, он дополнительно содержит висмут и.барий при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:

Углерод 2,3-3,0

Кремний 1-2

Марганец 0,2-0,9 .

Ванаднй . . 0 ° 001-0,250

Кальций 0,001-0,020

Бор . 0 001-0,050 . Алюминий 0,001-0,030

Висмут 0,001-0,010

Барий . 0,001-9,200

Мелезо Остальное

1017743

Т а б л и ц а 1

° ««М

Содержание вес.% в чътуне

° в«« «в«Авдей «а

Известный Предложенный

Компоненты ) г (з

2,90

2,65

Углерод

2 30

3 i 00

1,80

1i0O

Кремний

1,50

2i00

0,80

0 90

Марганец

0,20

0,50

0,250

0,020

Ог050

0i030

Ф

0,010

0,200

0,05

0,001

0,010

Ванадий

0,126

О, 001.

О, 020

0,010

0,005

0,097

0,015

0,003

0,005

Кальций

0,ОО1

Бор

0 i 001

0t001

0,001

Алюминий

Висмут

Барий

Остальное Остальное Остальное Остальное

Железо

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изысканию легированных чугунов, н может быть использовано при литье машиностроительных деталей.

Известен чугун следукацего химического состава, вес.Ф

Углерод 3-3,7

Кремний 1,5-2,5

Марганец 0,5-1.5

Ванадий 0.15-0.25

Титан 0.10-0. 20

Железо Остальное

Недостатком известного чугуна являются низкие механические свойства.

Наиболее близким по технической 15 сущности и достигаемому результату является чугун (2) следующего химического состава, вес.Ф

Углерод 2,3-2,95

Кремний 1-2 20

Марганец 0,2-О,9

Ванадий 0,06-0,25

Кальций 0,001-0, 02 .Бор 0,001-0,05

Алюминий 0,001-0,01

Железо Остальное

Недостатком известного чугуна является выделение первичного графита, длительный режим термической

Обработки отливок и низкие меха- 30 нические свойства.

Цель изобретения — предотвращение выделения первичного графита в процессе кристаллизации, сокращение времени термической обработки отливок и повышение механических свойств.

Данная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, ванадий, кальций, бор, алю-, миний и железо, дополнительно содержит висмут и барий при следующем соотношении компонентов, вес.Ф

Углерод 2,3-. 3,0

Кремний 1-2

Марганец 0,2-0,9

Ванадий 0,001-0,25

Кальций 0,001-0,02

Бор 0,001-0,050

Алюминий 0,001-0,030

Висмут 0,001-0,010

Барий О,Оа1-О, 2ОО

Железо Остальное

В качестве компонентов шихты используют литейные чугуны и лом сталь" ной. Выплавку производят в индукционной печи с кислой футеровкой. После полного расплавления шихты вводят ферросилиций и ферромарганец. Перед разливкой в жидкий чугун вводят феррованадий, ферробор, алюминий, висмут и ферросиликобарий.

В табл. 1 представлев химсостав известного и предложенных чугунов,. в табл. 2 - механические свойства и структурная характеристика.

1017743

Т а б л к ц а 2

Способ

Известный Предложенный

Показатели

Наличие цемента,В

Предел прочности при растяжении,ИПа

400

580

643

542

Относительное удлинение,Ф

3 5

6,4

11,0

5,2

Твердость, НВ

155

163

159

140 ударная вязкость, кДж/м

590

620

400

Продолжительность отжига, ч

13

13

Образцы отжигают по следующему режиму: нагрев до 9504С - 4 -ч, выдержка при 950ОС. 3 ч, охлаждение до

8504С 1 ч, охлаждение до 650 С 0,5 ч, 35 нагрев до 770©С 2 ч, охлаждение от

770 до 650ОС 1 ч, охлаждение на воздухе 1 ч..

Дополнительное введение бария приводит к сокращению длительности отжи- 4Q га при термической-обработке чугуна эа счет,повышения числа графитных центров. Кроме того, барий способствует глобуляркэацик как неметаллических включений, так и граФита, очи- g5 щению границ зерен от неметаллических включений и равномерному распределению их по металлической матркце, что повьааает механические свойства чУгУна и особенно Ударную вязкость.

Введение висмута обеспечивает стабильное получение структуры белого чугуна, особенно в толстостенных отливках, вследствие увеличения отбеливающего эффекта, что исключает образованйе . первичного графита пластинчатой формы 55 в период кристаллизации и дополнительно повышает механические свойства.

Содержание в чугуне менее 0„001% висмута не обеспечивает достаточного отбелквающего эффекта для получения 60 структуры белого чугуна в отливках с толщиной стенок более 20 мм, вследствие чего во время кристаллизации образуется пластикчатый графит и ухуд.; шаются механические свойства. Прк со-gf

Количество выделения первичного графита

g отсер) э держании в чугуне менее 0,001% бария не происходит глобуляризация неметаллических включений и графита, а также очищение границ зерен от неметаллических включений, поэтому механические свойства получаются низкими. При этом образуется пониженное число графитных центров, что увеличивает продолжительность термической обработки чугуна.

Повьааение содержания в чугуне бария свыше 0,2% приводит к дополнительному образованию оксисульфидов бария, что повышает общее количество неметаллических включений в металле, понижа» ющих механические свойства чугуна.

При содержании в чугуне более 0,01% висмута в отливках наблюдается ухудшение формы графита и снижение механических свойств.

Как видно иэ приведенных данных, структура чугуна характеризуется от- сутствием выделений первичного графита и цемента при равной продолжительности. Для получения такой струк-. туры. в известном чугуне необходим более длительный режим термической обработки. Чугун превосходит известный также по механическим свойствам.

Использование предлагаемого чугу- на для изготовления деталей машин обеспечит получение толстостенных отливок без выделения первичного

1017743 тить время термической обработки чугуна, что снизит себестоимость одной тонны годного литья на 20-30 у. графита при кристаллизации, позволит уменьшить вес деталей эа счет повышения механических свойств и сокраФилиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4

Составитель Э. Петренко

Редактор Л. ЬесеМовская, техред М.Тепер Корректор C. ШЬкмар

« I ° &

Заказ. 3485/29, Tria 627 . Подписное

Вниипи Государствеинога комитета сссР по делам изобретений и открытий

113035,. Хосква, %-35, Раушская иаб.у д. 4/5