Чугун

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец,фосфор, церий и железо , отличающийся тем, что, с целью повынения предела прочности при изгибе, ударостойкости и снижения модуля упругости, он дополнительно содержит лантан при следующем соотнетпении компонентов, мас.%: 3,2-3,8 Углерод 1фемний 2,0-3,0 Марганец 0,5-0,8 Фосфор 0,3-0,8 Церий О,16-0,2 Лантан 0,08-0,1 Железо Остальное V

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Ч

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3528281/22-02 (22) 24.12.82 (46) !5.05.84. Бюл. И 18 (72) E.Â.Êîëîòèëî, В.Ф.Карпенко, М.Е.Рябчий, Б.В.Станиловский,Л.Х.Ива нова, В.С. Савега, И.И.Ануфриев, Ж.И.Безбах, В.М.Снаговский и Ю.К.БУнина (71) Днепропетровский ордена Трудово.го Красного Знамени металлургический институт им. Л.И.Брежнева (53) 669.15-!96(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 523956, кл. С 22 С 37/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 206109 кл. С 22 С 37/00, 1963. (54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, церий и железо, отличающийся тем, \ что, с целью повьниения предела прочности при изгибе, ударостойкости H снижения модуля упругости, он дополнительно содержит лантан при следующем соотнснпении компонентов, мас.%:

Углерод 3,2-3,8

Кремний 2,0-3,0

Марганец 0,5-0,8

Фосфор 0,3-0,8

Церий . 0,16-0,2

Лантан . 0,08-0,1

Железо Остальное е

1092200

Изобретение относится к металлургий, в частности к изысканию чугунов, применяемых для отливки мелющих тел, обладающих повышенной прочностью и ударостойкостью, 5

Известен чугун (1) следующего химического состава, мас.7:

Углерод 2, 8-3, 3

Кремний 0,5-1,2

Марганец 0,5-0,8 f0

Церий 0,04-0,08

Иттрий 0,02-0,07

Железо - Остальное

Недостатком известного чугуна является низкая прЪчность, обусловленР ная наличием в структуре большого количества хрупкой составляющей — цементита, что вызвано низким параметром графитизации (К ), т. е. мальм содержанием графитизирующего элемен- 20 та кремния.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является чугун (2$ следующего химического состава,мас.7:

Углерод 3,0-3,6

Кремний 2,0-2, 6

Марганец 0,3-0,7

Фосфор 0,1-0,3

Церий О, 03-0, 06 30

Бор 0,016-0,06

Сера До 0,05

Железо Остальное

Известный чугун характеризуется высоким модулем упругости, недоста- З5 точной прочностью и ударостойкостью из-за наличия в структуре большого количества ледебурита.

Целью изобретения является повы- 4п шение предела прочности при изгибе, ударостойкости чугуна и снижение модуля упругости.

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, 4 кремний, марганец, фосфор,церий и железо, дополнительно содержит лантан при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Углерод 3,2-3,8

Кремний 2,0-3,0

Марганец 0,5-0, 8

Фосфор 0,3-0,8

Церий 0,16-0,2

Лантан 0 08-0 1

Э

Железо Остальное

При установлении необходимых соотношений компонентов учитывали следующее.

Углерод является основным элементом, определяющим количество карбидной фазы, а также структуру металлической матрицы. Увеличение содержания его свьппе 3,8Х,приводит к выделению графитных включений, снижающих твердость чугуна. При содержаниях углерода ниже 3,2Х уменьшается содержание в структуре карбидной фазы, снижающей твердость чугуна.

Кремний в указанных пределах является легирующим элементом в белых чугунах, повышающим микротвердость феррита. Кроме того, он обеспечивает получение необходимой степени графити-. зации чугуна (К ). Увеличение содержания кремния свыше 3,0 7 приводит к снижению физико-механических и специальных свойств. При снижении содержания кремния ниже 2,07. параметр графитизации К низок, а поэтому наблюдается рыхлость металла.

Марганец в пределах 0,5-0,8Х способствует обессериванию и раскислению чугуна, позволяет регулировать структуру металлической матрицы. При увеличении содержания его вьппе 0,87. увеличивается зерно, появляется транскристалличность в макроструктуре чугуна, При уменьшении содержания марганца менее 0,5Х снижаются физикомеханические и специальные свойства

Фосфор в указанных пределах споСобствует повьппению твердости и жидкотекучести белого чугуна. При содер1жаннях фосфора ниже О,ЗХ указанное влияние проявляется незначительно. При содержаниях выше 0,8Х в структуре резко увеличивается количество хрупкой фосфидной эвтектики, которая снижает износостойкость чугуна, Пример, В высокочастотной печи ЛПЗ-67 М выплавляют чугуны предлагаемого состава и прототипа и заливают в кокильные формы для вырезки образцов для испытания физико-механических свойств, а также шары диаметром 60 мм. Модифицирование осуществляют : металла прототипа — ферроцериеМ, а предлагаемого чугуна— церийпантановой лигатурой.

Отливки получают следуюших размеров: диаметр 50 мм; высота 200 мм; шар диаметром 60 мм. Из цилиндрических отливок вырезают образцы для химического анализа, металлографических исследований, измерения пределов прочности при изгибе и растяжении, 3 определения модуля упругости. Отлитые шары испытывают на ударостойкость. Испытания механических свойств проводят по стандартным методикам.

Испытание ударостойкости производят по числу ударов до разрушения литого шара при падении с высоты 6 м.

Модуль упругости определяют ультразву. ковым методом на установке УЗИС-ЛЭТИ.

Химический состав и результаты ис- 10 пытаний приведены в таблице.

1092200

Из приведенных данных видно, что модифицирование церием и лантаном в совокупности с повышенным содержанием фосфора приводит к повышению предела прочности при изгибе на 16-35 ударостойкости на 21-65Х и снижению модуля упругости на 6-18Х.

Годовой экономический эффект от замены стальных катаных шаров диаметром 60 мм литыми из чугуна предлагаемого состава составит 6547531 руб.

ГГТЛГ

Число ударов до pasруже иия

3!вавка, Ф

С 8i Ha P Ce La В

391000

727

0,08

0,08

О,!О

0,10

0,10

О, !О

0,08

0 08

0,07

0,08

3,2 2,00

3,82ОО

3,2 3,00

3,8 3,00

3,2 2 ° 00

0,50 0,30

0,50 0,80

0,50 0,80

0,50 0,30

0,80 0,30

0,80 0,80

183000

21 103

736

722

381000

23

3,8 2,00

3,2 3,00

3,8 3,00

3,5 2 ° 50

264

22

701

660

682 22

3,5 2,50

3,5 2,50

3,5 2,50

Е!

688

731

23

19

Оэ 09

О, !О!

894

0,035 568

3,5 2,50

3,3 2,30

О, l l

Прототип

Составитель Н.Шепитько

Редактор М, Ба р, Бандура Техред M.Tenep Корректор p Билак

Заказ 3210/17 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

0,80 0,80

0,80 0,30

0,65 0,55

0,65 О, 55

0,65 0,5S

0,65 0,55

0,65 0,55

0,50 0,20

0,16

092Î

О, 16

0,20

0,20

0,36

0,20

0,16

0э l4

0,36

0,38

0,20

0,22

0,045

176000 !

215000,