Чугун

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, олово и железо, отличающийся тем,- что, с целью повьппения стойкости в расплавах алюминия, он дополнительно содержит медь, хром, церий, никель при следующем соотношении ингредиентов , мас.% 3,0-3,4 Углерод , 1,6-2,2 Кремний 0,005-0,04 Марганец 0,05-0,2 Сурьма 0,1-0,3 Олово 0,3-1,2 Медь 0,1-1,0 Хром 0,005-0,02 Церий 0,3-1,0 Никель (Л Остальное Железо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И Ф. PEGfMillHH

4(51) С 22 С 37/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3679844/22-02 (22) 27.12.83 (46) 15.01.85. Бюл. У 2 (72) E.È. Цитов, Л.Л. Счисленок, Г.Т. Евдокименко и Ю.П. 111аповалов (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 669.15-018 ° 2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 939582, кл. С 22 С 37/00, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 1018999, кл. С 22 С 37/00, 1983.

„.Я0.„1134619 A (54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, олово и железо, отличающийся тем, что, с целью повьппения стойкости в расплавах алюминия, он дополнительно содержит медь, хром, церий, никель при следующем соотношении ингредиентов, мас.X

Углерод

Кремний

Марганец

Сурьма

Олово

Медь

Хром

Церий

Никель

Железо

30

1 11346

Изобретение относится к литейному. производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано для изготовления литых чугунных тиглей для плавки алюминия и его сплавов.

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

Углерод 3,0- 3,4

Кремний 1,6-2,2 10

Марганец 0 005-"0,04

Сурьма 0,15-0,25

Сера 0,1-0,2

Ванадий 0,15-0,45

Железо Остальное

Введение в чугун ванадия, позволяет повысить прочность и износостойкость чугуна. Чугун характеризуется следующими свойствами:

Предел проч- 20 ности на разрыв, МПа 450-480

Твердость НВ 238-241

Наиболее блиэкйм к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является чугун следующего химического состава, мас.Ж3.

Углерод 3,0-3,4

Кремний 1,6-2,2

Марганец 0,005-0,04

Сурьма 0 э 1 5 0 в 2." .

Олово 0,15-0,33

Сера О. 1-0.2

Железо Остальное

Известный чугун имеет в своем составе комплекс элементом, легирующих и стабилизирующих металли-. ческую основу материала f2) . Однако использование данного сплава для изготовления летых чугунных тиглей, применяемых для плавки

40 алюминия и его сплавов, невозможно ввиду высокой растворимости чугуна в алюминии и его сплавах. Это свя; зано с недостаточной степенью легирования металлической основы и с

45 ее строением. Следовательно, недостатком указанного чугуна является низкая стойкость в расплавах алюминия.

Цель изобретения — повьппение стойкости чугуна в расплавах алюминия.

Укаэанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, олово и желе- 55 зо, дополнительно содержит медь, хром, церий, никель при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ж:

19 2

Углерод 3,0-3,4

Кремний 1. 6-2,2

Марганец 0,005-0,04

Сурьма 0 05-0,2

Олово 0,1-0,3

Медь 0,3-1,2

Хром О, 1-1,0

Церий 0,005-0,02

Никель 0,3-1,0

Железо Остальное

Дополнительный ввод в состав чугуна меди, хрома, церия и никеля существенно изменяют структуру чугуна. Добавки меди способствуют получению равномерной структуры во всех сечениях отливки. Медь, хром и никель дополнительно легируют структурные составляющие материалы и стабилизируют их при повышенных температурах. Модифицирование расплава церием измельчает эвтектическое зерно чугуна и приводит к кристаллизации графита более мелких размеров и равномерно расположенных в металлической основе материала.

Пример. Для изучения структуры и свойств предлагаемого материала были выплавлены чугуны, содержащие компоненты на разных уровнях, а также известный сплав со средним уровнем содержания ингредиентов. Испытания на растворимость чугуна проводили в растворах алюминг.. и его сплавов.

Химические составы и результаты иссле дований представлены в таблице.

Как видно из таблицы, дополнительное введение в состав чугуна меди, хрома, церия, никеля существенно повышает стойкость чугуна в растворах алюминия и его сплавов.

Технология плавки чугуна состоит из расплавления высоко-углеродистых металлиэованных окатышей, ввода в расплав ферросплавов кремния (753 51 ), хрома (45Х Сг), кристаллической сурьмы (98755), кристалли- ческого олова (98X5u), электролитической меди (99X Cv) è электролитического никеля (99X N ). Перед раз" ливкой чугун модифицируют ферроцерием (967. Се) в розливочном ковше.

Пределы содержания компонентов установлены, исходя из получения благоприятного сочетания свойств и структуры сплава;

Нижний предел по содержанию,X: углерод 3,0; кремний 1,6; медь 0,3; никель 0,3 обеспечивает получение

113461

ОтносительХимический состав, мас.%

Уровень со держания ингредиентов ная потеря веса образцов

Sn Cu Cr Ce

С Si Мп Sb

Сплав

Известный Средний - 3,2 1,9 0,022 0,2 0,24

Предлагае мый Нижний 3, 0

0,85, 0,69

1,6 0,005 0,05 0,1 0,3 0,1 0,005 0,3

Средний 3,2 1,9 0,022 0,12 0,2 0,75 0,55 0,012 0,05

2,2 0,04 0,2 0,3 1,2 1,0 0,02 1.0

0,58

Верхний 3,4

Ниже нижнего . 3,0

1,6 0,005 0,05 О,1 0,21 0,08 0,001 0,24

1,0

1412003.12

0,3

0;98

Составитель Г. Дудик

Редактор М. Бандура Техред Т.Фанта

Коррек сэр М. Демчик

Заказ 10034/25 Тираж 582

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

Подписное

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

3 структуры с включениями ледебурита 2-4Х.

Нижний предел по содержанию,X: сурьма 0,05; марганец 0,005; оло-. во 0 1; хром 0,1 обеспечивает существенное повышение стойкости чугуна при минимальной степени легирования чугуна.

Верхний предел по содержанию,X: . углерод 0,4; кремний 2,2 медь 1,2. никель 1 O,,вызван необходимостью образования перлитной основы с включениями феррита не более 5Х.

Верхний предел по содержанию сурьмы более 0,2Х олова О,ЗХ, хрома 1 ОХ приводит к появлению цементитной эвтектики структуры.

Вьппе верхнего 3,4 2,2 0,04 0,2

9 4

Повьппеиие марганца более 0,04Х приводит к ферритизации структуры.

Пределы,.концентрации церия выбраны экспериментально..

Расчет шихты для получения чугуна предлагаемого состава осуществляется с учетом усвоения кремния, сурьмы, олова, меди и никеля на уровне 85-95Х хрома и церия --80-85Х.

Предлагаемый состав чугуна целесообразно использовать для изготовления литьж чугунных тиглей для плавки алюминия и его сплавов.

Расчетный экономический эффект от внедрения чугуна предлагаемого состава на Заволжском моторном заво. де в 1987 году составит около

90 тыс.руб.

- Ч