Ковкий чугун

 

КОВКИЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, молибден, алюминий и железо, отличающий с я тем, что, с целью повьшения механических свойств, он дополнительно содержит нитриды титана, кальций и цинк при следующем соотношении компонентов, мас.1: 2,3-2,9 Углерод 0,8-1,5 Кремний 0,3-0,7 Марганец 0,12-0,84 Молибден 0,01-0,03 Алюминий 0,12-0,35 Нитриды титана 0,03-0,08 Кальций 0,002-0,01 Цинк Остальное Железо (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3700150/22-02 (22) 13.02.84 (46) 23.05.85. Бюл. У 19 (72) Е.И.Марукович, М.И,. Карпенко, Ю.А.Рогов, Т.Г.Эфендиев, Ш.Ш.Шихмиров и Г.Т.Ворона (71) Могилевское отделение Физикотехнического института АН Белорусской ССР (53) 669.15-196(088.8) (56) 1. Васильев Е.А. Отливки из ковкого чугуна. М., "Машиностроение", 1976, с. 13.

2. Авторское свидетельство СССР

В 831850, кл . С 22 С 37/10, 1981.

ÄÄSUÄÄ 11571 17 А (54) (57) КОВКИИ ЧУГУН, содерхащий углерод, кремний, марганец, молибден,. алюминий и хелезо, о т л н ч а ющ н и с я тем, что, с целью повмзения механических свойств, он дополнительно содерхит нитриды титана, кальций и цинк при следующем соотношении компонентов, мас.Z: углерод, 2,3-2,9

Кремний . О, 8-1, 5

Марганец . 0,3-0,7

Молибден 0,12-0 84

Алюминий О, 01-0, 03

Нитриды титана 0,1 -0,35

Кальций О ° 03-0,08

Цинк 0,002-0,01

Железо Остальное

115711

Изобретение относится к металлургии, в частности к ковким чугунам, используемым для литья деталей машин и оснастки, работающих в усло-, ; виях повторно-переменных нагрузок и при растяжении — сжатии.

Известен ковкий чугун (11, содержащий, мас.Х:

Углерод 2,6-2,8

Кремний 1,8-2,0

Марганец .0,3-0,5

Алюминий 0,01

Сера Не более 0,03

Фосфор Не более.0,12

Магний До 0,3

Железо Остальное

Структура этого чугуна в отливках: феррит и шаровидный углерод отжига. Удароустойчивесть и демпфирующая способность этого чугуна недостаточные, что снижает сопротивляемость чугуна повторно-переменным нагрузкам и выносливость в условиях растяжения — сжатия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к

3 предложенному является ковкий чугун, содержащий мас.7:

Углерод 2,5-2,9

Кремний 0,9-1,3

Марганец 0,3-0,6

Алюминий 0,020-0,025

Молибден, 0,48-0,84

Желез о Ос т аль но е

Известный чугун может содержать 35 технологические примеси, мас.X: сера до 0,18, фосфор до 0,20, хром не более 0,08 (2) .

Однако отмечается низкая выносливость известного чугуна при растя- 40 женин — сжатии (90-105 МПа), что снижает эксплуатационную стойкость литых иэделий, Недостатком известного чугуна является низкий угол загиба до появления трещины. 45

Цель изобретения — повышение механических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что ковкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, молибден,50 алюминий и железо, дополнительно содержит нитриды титана, кальций и цинк при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 55

Кремний

Марганец

Молибден

Алюми ний D,01-0,03

Нитриды титана 0,12-0,35

Кальций 0,03-0,08

Цинк 0,002-0,01

Железо Остальное

Введение в чугун нитридон титана, кальция и цинка в предлагаемых пределах поэволяет йовысить предел выносливости при растяжении — сжатии и угол загиба до появления трещины за счет измельчения структуры литого металла и снижения загрязненности границ зерен неметаллическими включениями, При содержании нитридов титана более 0,35 Х и кальция более

0,08 Х снижаются прочностные свойства и пластичность отливок, а при увеличении концентрации цинка более

0,01 7 в литом состоянии повьппается хрупкость литых изделий, При концентрации нитридов титана, кальция и цинка ниже нижнего предела их влияние на механические свойства проявляется слабо, Пример, Плавки чугунов проводят дуплекс-процессом вагранкадуговая или индукционная электропечь с использованием шихты иэ литейных и передельных чугунов, возврата собственного производства, стальиого лома и ферросплавов. Выпуск расплавленного металла из вагранки производят при 1410-1430 С а перегрев до

1490-1530 С, процессы микролегирования, рафинирования и доводки химического состава — в электропечах.

Для десульфурации чугуна используют техническую кальцинированную соду.

Модифицирование чугуна производят о в разливочных ковшах при 1430-1460 С, а разливку — в песчано-глинистые фор.Mbl °

В табл. 1 приведены химические составы чугунов опытных плавок после графитизирующего отжига в течение 22 ч, в табл. 2 — механические свойства ковких чугунов в отливках.

Угол загиба до появления трещины получен на образцах при испытании в соответствии с ГОСТ 14019-68, Как видно из табл. 2 предел выносливости при растяжении — сжатии и другие механические свойства у предложенного ковкого чугуна вьппе, чем у известнбго ковкого чугуна, что позволяет более широко испольэо- вать ковкий чугун для литья деталей ответстввнного назначения в машино4

1157117 строении и металлообработке. Промышленные испытания отливок показали, что использование предлагаемого ковкого чугуна повышает срок службы изделий в 1,32-1,45 раз в сравнении с известным. Установлена возможность использования предложенного ковкого чугуна для литых деталей технологиТаблица 1

Содержание компонентов, мас. Х

Цинк

Нитриды

Марг нец

Кальций

Кремний глетитана ен од

Извест« ный 2,67

0,5 0,02 0,6

Остальное

1,2

Предлагаеиый

2,3

I!

« .

1,5 0,3 0,01 0,12 0,03 0,12 0,002

2 2,6

3 2,9

1,2 . 0 5 0,02 0,35 0 05 0,20 0,007

0 7 О 03 О 84 О 08 О 35 0 О!О

0,8

О 3 0 01 О 12 0 01 О 10 О 001

4 2,3

5 2,9

1,5

0,8 0,7 0,03 0,84 0,10 0,40 0,012

Таблица 2

Свойства

Состав

Твердость !

НВ тноситель ое удлиение, Х енно отив е,МП носител ный oJI кручива ния, град вестный

496

102

8,0

1,45

170

Предлагаеиый

1 ° 54

530

132

175

8,5

548

144

1,62

Предел выносливости пр растяжении, МПа ческой оснастки, которые изготавливаются из стали СТЗ, Ст.5 и др.

ОЖидаемый экономический эффект от использования предлагаемого ковкого чугуна за счет увеличения надежности и долговечности деталей машин и технологической оснастки составляет

8,7-36,5 руб. на тонну годного литья.

1157117

Продолжение табл.2

-lit

Сос

Свойства вердость

НВ

552

8,4

1,65

185

512

120

8,0

1,48

172

550

141

7,2

1,52

187

Составитель Н.Шепитько

Редактор Г.Волкова Техред Т,Фанта,Корректор М,Розман

Заказ 3288/26 Тираж 583 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

МЕИИО

P oTHS ие,ИП дел

Осли» ти lIp тяжеии, МПа

Оситель удли» ние, Х

Относнтел ный угол закручива ния, град

Угол гиба появл трещи рад