Чугун
СОК)З СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕВЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3758330/22-02 (22) 21. 06. 84 (46) 15.04.86. Бюл. Р 14 (71) Московский автомеханический институт (72) M.Ï. Щебатинов, И.П. Мардыкин, П.П. Сбитнев и H.Ñ. Шепелев (53) 669.15-196(088.8) (56) Васильев Е.А. Отливки из ковкого чугуна. М, Машиностроение, 1976, с. 222-223.
Авторское свидетельство СССР
В 654691, кл. С 22 С 37/1О, 1977. (54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, сурьму, редкоземельные элементы и железо, отличающийся тем, что, с..SU„;, 1224350 р, целью повышения предела прочности при растяжении и модуля упругости при 800-1000 С, он дополнительно содержит ниобий; кобальт и висмут при следующем соотношении, мас.й:
Углерод 2,1-2,9
Кремний 1, 1-1,8
Марганец . О, 1-0 6
Сурьма 0,04-0,08
Алюминий .0,05-0,10
Редкоземельные элементы: лантан 0,02-0,06 церий 0 01-0,04
Ниобий 0,01-0, 15
Кобальт 0,01-1,0
Висмут 0,0005"0,001
Железо Остальное
Таблица,1
Содержание химических элементов, вес.X
Сплав
С Si Mn Nb Sb А1
0,07
0,06
0 35
1,5
2,5
Прототип
Выходящий за пределы
0,04
0,05
0,10
0,005
2,1
0,01
Предлагасмый
0 05
0,04
0,10
2,1
2,5
1,5
0,07
0,06
0,03
0,35
0,10
0 08
0,15
0,60
1,8
2,9
0Ä10
0,08
0,17
0,60
3,0
1 12
Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава чугуна для отливок, работающих в условиях высоких температур.
Целью изобретения является повышение предела прочности при растяжении и модуля упругости при 8001000 С.
Сущность изобретения заключается в дополнительном вводе в состав предложенного чугуна ниобия, кобальта и висмута.
Легирование ниобием приводит к увеличению прочностных свойств при высоких температурах. Содержание его по нижней границе является предельным, когда он начинает проявлять положительное воздействие на свойства чугуна, увеличивая число звтектических зерен па единицу площади, приводит к измельчению зерна матрицы, а включения графита уменьшаются. Образуя мелкодисперсные карбиды и нитриды, ниобий способствует сопротивлению матрицы к воздействию высоких температур. Выше верхнего предела ниобии резко увеличивает время графитнзирующего отжига на ферритный чугун.
Легирование кобальтом приводит к образованию упорядоченных твердых растворов внедрения, что увеличивает коэффициент диффузии углерода в аус1
24350 2 тените при термической обработке,т.е. ускоряет процесс превращения. Одно. временно он задерживает рост зерен при высоких температурах.
Присадка кобальта меньше нижнего предела не оказывает положительного зффекта на свойства чугуна при повышенных температурах. Выше верхнего предела он начинает тормозить процесс
10 графитизации в структуре чугуна выделяется остаточный аустенит, присутствие которого нежелательно.
В качестве модификатора использовали висмут, который увеличивает число центров графитизации. При введении его меньше нижнего предела модифицирующее действие не проявляется, а больше верхнего увеличивает во времени обе стадии графитизации, т.е.
2п цикл отжига возрастает.
Выплавку чугуна осуществляли в индукционной печи из шихты, состоящей из чушкового чугуна, стального лома и ферросплавов.
2 Химический состав известного и предложенного чугунов приведен в табл. 1, а их свойства — в табл. 2 °
Как следует из табл. 2, дог мнительный ввод в состав чугуна ниобия, 30 кобальта и висмута обеспечивает увеличение прочности и модуля упругости при 800-1000 С.
1224350
Продолжение табл. 1
Содержание химических элементов, вес.Е
Bi La Ce Cr PH3
Сплав со Fe
Прототип
0,05 0,06 Остальное
Выходящий за пределы
0,05 0,0002 0,01
0,005
То же
Предлагаемый
0,10 0,0005 0,02 - 0,01
0,50 0,0007 0,04 0,03
1 О 0001 006 О 04
1,3 0,003 0,08 0,055 Таблица 2
Иодуль упругости, ИПа, при С ! L !
Сплав
800 900 1000
Прототип экспертизы
170 000 86 250 63 000
20 500
Выходящий за пределы
Предлагаемый
176 200 . 88 100
Выходящий за пределы
34 200
173 000 86 500 : 69 200, Продолжение табл. 2
Предел прочности, MIIa, при С
Теплопроводность, Вт/и к
Сплав
20 800 900 1000
Прототип экспертизы
66
403
39,3
Выходящий эа пределы
74
420
38,2
170 000
176 000
178 500
85 000
88 000
89 250
68 000
70 400
71 400
70 480
34 000
35 200
36 000
35 400!
224350
Продолжение табл.7.
Теплопро- предел прочности, МПа, при С
Сплав водиость, Вт/м к . 0 800 900 !000
43,0 520
104
Предлагаемый
90
110
550
45,0
88
105
536
42,6
Выходящий за пределы
37 .
95
475
37,4
Заказ 1892/25 Тирам 567 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель Н. Косторной
Редактор Н. Швыдкая Техред Н.Вонкало Корректор И. Демчик
