Чугун
СОКИ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
091 (И) 9(Д) С 22 С 37/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.
ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21). 3402000/22-02 (22) 26.02.82 (46) 15.08.83. Бюл. Р 30 (72) Д.Н.Худокормов, В.М.Королев, С.Н.Леках, Н.Ю.Сапонько и В.М.Михайловский (71) Белорусский ордена Трудового, Красного Знамени политехнический институт и Белоозерский энергомеханическнй завод (53) 669.15-196(088.8) (56 ) 1.Aâòîðñêîå свидетельство СССР
9639959, кл. С 22 С 37/10, 197&.
2. Лакедемонский A.Â., Абра менко Ю.Е., Васильев Е.А,, Вадлинский A.Ã. Материалы для карбюраторных двигателей. M., "Машиностроение", 1969, с. 96.. (54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, фосфор и железо, отличающийся тем, что, с .целью повьзаения механи . ческик свойств, он дополнительно содержит церий и алюминий при следу« ющем соотношении компонентов, иас.Ф:
Углерод 2,5-2,7.
Кремний 1,0-1,4
Марганец 0,008-0,030
Сера 0,08-0,12
Фосфор 0,01-0,08
Церий 0,002-0,004
Алюминий 0,005-0,010
Железо Остальное
1035084
Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию соста-: вов высокопрочных чугунов, Известен чугун f1), содержащий компоненты в следующем соотношенйи, вес.Зг
Углерод 3,5-3,75
Кремний 1,9-2,3
Марганец 0,4-0,9
Алюминий 0,05-0,3
Церий 0,005 -0,01
Сурьма 0,05-0,1
Железо Остальное
Известный чугун обладает хорошей износостойкостью, но механические свойства его находятся на низком уровне.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату .к предлагаемому является чугун f2) следующего химического состава, вес.Ъ3
Углерод 2,53
Кремний 1,42
Марганец 0,45
Сера 0,48
Фосфор 0,08
Железо Остальное
Чугун обладает сравнительно высокими механическими свойствами.
Цель изобретения — повышение механических свойств чугуна.
Указанная цель достигается теМ, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, фосфор и железо, дополнительно содержит церий и алюминий, при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:
Углерод 2,5-2,7
Кремний 1,0-1,4
Марганец 0,008-0,030
Ceo 0,08-0,12
Фосфор 0,01-0,08
ЦеРий 0,002-0,004
Алюминий 0 005-.0,010 .
Железо Остальное
Ввод в состав сплава церия и алюминия в количестве соответственно
0,002-0,004 и 0,005-0,010% при одновременном снижении концентрации марганца до 0,08-0,030% и серы до 0,080,12% обеспечивает получение чугуна, обладающего высокими механическими свойствами..
Верхрий предел содержания в чугуне церия обусловлен увеличением продолжительности первой стадии графитизирующего отжига, нижний - эффективностью влияния церия на механические свойства сплава, Охлаждение на воздухе или с печью
После проведения термообработки из проб изготавливали образцы на механические испытания, По изложенной технологии выплавляли 5 составов предлагаемого чугуна (на нижнем, среднем и верхнем, а также ниже нижнего и выше верхнеrо пределов содержания компонентов ) и известный чугун. Показатели прочности укаэанных чугунов представлены в таблице, э1
Верхний предел содержания алюминия обусловлен его графитизирующим
Действием, которое в данном случае
-является орицательным фактором, нижний - эффективностью воздействия алюминия на показатели механических свойств чугуна.
Снижение содержания марганца обусловлено уменьшением до минимально возможной концентрации в чугуне серы, которая обеспечивает получение включений графита шаровидной
5 формы. Уменьшение абсолютной величины содержания в сплаве серы связано с тем, что она снижает механические свойства чугуна.
Пример. Выплавка чугуна ред10 лагаемого состава может осуществляться как в дуговой, так и в индукционной электрических печах. В данном примере использована индукционная высокочастотная тигельная электропечь ЛП3-67.
В качестве шихты для получения чугуна применяются металлизованные окатышки, обеспечивающие требуемый
2U уровень содержания марганца. Корректировка состава по углероду и кремнию производится с помощью электродного боя и ферросилиция.. Содержание серы регулируется составом шихты
75 и в случае необходимости корректируется сернистым железом. Церий и алюминий вводят непосредственно в ковш перед заливкой. Оптимальная температура ввода цезия и алюминия составляет 1420-1440оС. При этом обеспечивается максимальный эффект.
Наиболее целесообразно осуществлять ввод церия в виде промышленного сплава типа МЦ-40 (40% церия). Величина добавки церия и алюминия рассчитывается исходя из их усвоения в пределах 70-80%.
Оптимальное время выдержки расплава перед заливкой после модифицирования составляет 2-10 мин. При более длительной выдержке происходит угар церия и алюминия за счет диффузии в расплав атмосферного кислорода.
Пробы для изготовления образцов на механические испытания отливают в сырой песчаной форме. После выбивки из форм отлитые пробы подвергают термообработке по следующему режиму:
Нагрев до температуры, С 950-980
Выдержка при 950-980 С, 4,5-5,0
1035084
Чугун
С S i Hn. 5 P Ce Al
2,53 1,42 0,45 0,48 0,08
Известный
Предлагаемый
2,50 1,0 0, 008 0,08 0,02 0,002 0,005
2,60 1,2 0,020 0,10 0,05 0,003 0,007
2i70 1r4 0i030 Ос12 ОгВ Ою004 Oi 010
2,10 0,7 0,007 0,5 0,019 0,001 0,002
ЗкОО 1ю6 Ою15 Ою23 Ою15 Ою010 Or050
Продолжение таблицы
Продолжительность первой стадии отжига, ч
Чугун
4 8
678
4,5
Остальное
Известный
Предлагаемый
5 ° 1
738
4,5
То же
5,3
746
4 5
4,5
742
3,5
603
5 0
291
5,0
ВНИИПИ Заказ 5763/24 Тираж 627 Подписное
Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4
Как видно из .таблицы, прочность предлагаемого чугуна на 8-10% выые соответствующего показателя для известного чугуна.
Повьаиение прочности позволяет снизить на 3-5% вес отливок. За. счет этого годовой экономический эффект составляет 60 тыс. руб. к
Содержание элементов, вес% (! 1 1 1
