Способ обработки чугуна

Авторы патента:

C21D8 - Изменение физических свойств путем деформации в сочетании или с последующей термообработкой (закалка кованых или прокатанных изделий без дополнительного нагрева C21D 1/02)

C21D5 - Термообработка литейного чугуна

СООЭ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

aeSUaa (58 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЖ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3758322/22-02 (22) 22.06.84 (46) 30.04.86. Бюл. Ф 16 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема (72) В.Я.Слободской, В.В.Ооболев, С.И.Губенко и Н.М.Золотухин (53) 621.785.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 464630, кл. С 21 D 5/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 412262, кл. С 21 D 5/00, 1972. (54)(57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА, включающий многократные нагревы со скоростью вьнпе 30 С/мин до темперао туры на 50-200 С выше точки Ас, охлаждение на воздухе, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения механических и эксплуатационных свойств чугуна, дополнительно производят динамическую обработку с общей степенью деформации

F.= ехр(-KE), где с вЂ” общая степень деформации; средняя скорость деформации за один цикл;

К вЂ” коэффициент сопротивления деформации материала, равный для чугуна 0,04-0,05.

2, Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что динамическую обработку производят перед первым нагревом.

3. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что динамическую обработку производят в процессе каждого охлаждения.

4. Способ по п. I, о т л и ч аю шийся тем, что нагрев ведут со скоростью 150-200 С/мин.

1 12

Изобретение относится к металлургии, а именно к методам обработки чугунов, и предназначено для получения заготовок чугунных деталей.

Цель изобретения вЂ” повышение механических и эксплуатационных свойств чугуна.

Сущность изобретения заключается в том, что чугунные заготовки подвергают многократным нагревам со скоростью 150-200 С/мин до темперао туры на 50-200 С вьппе точки Ас с последующим охлаждением на воздухе.

Причем либо перед первым нагревом, либо в процессе каждого охлаждения производят динамическую обработку с общей степенью, деформации

Я =ехр(-KE), где Е вЂ” общая степень деформации; вЂ” средняя скорость деформации эа один цикл;

К вЂ” коэффициент сопротивления деформации материала, равный для чугуна 0,04-0,05, Кроме того, при использовании изобретения может быть получено прочное соединение чугун-сталь.

Для исследований влияния динамических обработок при термоциклировании были взяты чугуны с химическим составом, который приведен в табл. 1.

Для получения чугунов применялось кокильное литье. Структура исследуемых чугунов представляла собой: 1 образец вЂ” серый чугун с Ферритной матрицей и пластинчатьпк графитом, 2 образец вЂ” серый чугун с аустенитной матрицей и пластинчатым графитом, 3 образец вЂ” высокопрочный чугун с шаровидным графитом имеет половинчатую структуру: аустенитную матрицу с включениями цементита. Исходные образцы представляли собой отливки диаметром 100 мм и высотой 70 мм.

С целью исследования влияния динамической обработки на механические свойства чугунов образцы указанных размеров помещали в обойму (сталь марки 40), размеры обоймы: 130 мм и высота 90 мм.

Деформация образцов проводилась на ковочном молоте и с использованием энергии взрывчатых веществ (ВВ), находящихся либо в контакте с образцом, либо приводящих в движение плас.тину-ударник, которая нагружает об27694 2 разцы. В процессе осадки под моло15

20 с чугунами данной марки, обработан50 ными определенным образом, приводится в табл. 3.

Влияние иэмененияскорости нагрева при условиях,соответствующихприведенным в табл . 2, показано в табл.4 .

В связи с тем, что при различных

S5 динамических обработках влияние скорости нагрева аналогично, параметры, 35

45 том изменение параметров деформации (E и C ) происходит эа счет изменения скорости деформирования. В случае непосредственного контакта ВВ (типа тротил) с образцом параметры деформации менялись в зависимости от изменения плотности ВВ. Кроме того, для получения различных степеней деформации толщина ВВ выбиралась 40, 50, 60 мм, что приводило к получению степеней деформации 10 !5, 257. соответственно °

Аналогично параметры деформации менялись и при соударении ударника с образцом. Размеры пластины-ударника (200 мм и толщина 3 мм), изготовленной из стали 20, оставались постоянными, как и зазор между ударником и образцом вЂ” 40 мм.

Наиболее эффективными и произвовЂ” дительными динамическими обработками в современном машиностроении являются осадка под ковочными молотами, прокатка и деформация с использованием ВВ. В связи с тем, что чугун является хрупким материалом, динамическая обработка его может быть проведена лишь в условиях всестороннего сжатия. Вид динамической обработки предопределяет параметры деформации и наличие обоймы вокруг чугунной заготовки (так, в случае прокатвЂ” ки обойма может отсутствовать).

Параметры обработки образцов и полученные механические свойства приведены в табл. 2 °

Повьппение эксплуатационных (или технологических)свойств проявляется в улучшении свариваемости динамически обработанных чугунов, Малая плавЂ” стичность и большая хрупкость как исходных, так и чугунов, обработанных по способу-прототипу, создают дополнительные трудности при выборе процесса сварки.

Сравнение прочности сварного шва, полученного при соединении стали 40 приведенные в табл. 4, соответствуют всем режимам.

1227694

Предложенный способ повьплает механические и эксплуатационные свойства чугуна., Таким образом, снижение скорости нагрева приводит к снижению прочности.

Таблица 1

Содержание, Х

Nn Ni Ti FeCe

Сосс (Fe тав

3,75

Остальное до 100Х

1,18 12,5

То же

4,10

0,02 -il0,05

4,10 таблица 2

Параметры динами еской обработки