Чугун

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMY С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3777296/22-02 (22) 06.08.84 (46) 07.06.86. Бюл. Ф 21 (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) В.Л.Трибушевский, Е.И.Шитов, Л.Л.Счисленок и M.М.Бондарев (53) 669.15-198 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N0 639959, кл. С 22 С 37/10, 1976.

Патент Японии У 46-19426, кл.10 У 173, 1971.

„„SU„„1235970 А 1 (54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец и железо, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения ростоустойчивости, жидкотекучести и термостойкости, он дополнительно содержит церий при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Углерод

Кремний

Марганец

Церий

Железо

1235970

2S

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам вы сокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано для изготовления тонкостенных деталей, работавших в условиях частых теплосмен, например, кокилей и пресс-форм для литья под давлением.

Цель изобретения — повышение ростоустойчивости, жидкотекучести и термостойкости чугуна.

Пример. Чугун получают расплавлением высокоуглеродистых металлизированных окатышей в тигельной индукционной печи с кислой футеровкой. При 1420"С в печи проводят науглераживание расплава электродным боем путем замешивания кусочков фракции 5-20 мм. Затем в печь добавляют ферросилиций (ФС75), выдерживают в течение 20 мин и выпускают металл в разливочный ковш, на дне которого находится ферроцерий (ИЦ-60). Заливку образцов осуществляют в течение 10-15 мин после процесса модифицирования ферроцерием.

Для изучения структуры и свойств предлагаемого материала выплавляют чугуны, содержащие компоненты на различных уровнях, а также для сравнительных испытаний известный сплав с содержанием компонентов на среднем уровне. Чугун предлагаемого состава содержит также в качестве примесей серу до 0,02% и фосфор до

0,057.

Сущность предлагаемого технического решения заключается во введении в известныи состав церия, что способствует образованию графита шаровидной формы, уменьшении фосфора, а это исключает образование стедита в струк туре, а также серы, что уменьшает количество сернистой эвтектики.

Пределы содержания компонентов установлены исходя из благоприятного сочетания структуры и свойств материала. Нижний предел по содержанию углерода (4,0X), кремния (0,57) и марганца (0,0057) гарантирует получение ферритной металлической основы. Повышение углерода более 4,27 и кремния 1,0Х ухудшает пластические свойства материала. Это связано с повышением хрупкости легированного кремнием феррита, а также уменьшением живого сечения металла в связи с увеличением количества графита в структуре, Увеличение марганца более

0,047 приводит к образованию перлита в областях с низким содержанием кремния, которые образуются ввиду его ликвации в неравновесных условиях .кристаллизации.

Минимальное содержание церрия (0,00757.) обеспечивает получение графита шаровидной формы. Увеличение содержания церия более 0,027. Ухудшает свойства чугуна с образованием неметаллических включений (оксидов, сульфидов и др.), концентрирующихся по границам зерен. Кроме этого, в структуре возможно появление перлита.

Оптимальный состав сплава содержит, 7.: углерод 4,1; кремний 0,75; марганец 0,02; церий 0,0135.

Отличительной особенностью чугуна предлагаемого состава является металлическая ферритная основа, легированная кремнием, и шаровидная форма графита, Отсутствие карбидов в матрице исключает процесс их распада, снижает. рост чугуна в процессе выдержки при повышенных температурах.

Увеличение числа эвтектических зерен за счет модифицирования церием и снижения межфазовых напряжений, изменения формы графита от пластинчатой к шаровидной, повышает термостойкость чугуна. Расширяя интервал твердо-жидкого состояния, церий способствует повышению жидкотекучести.

Жидкотекучесть оценивают на спиральной пробе. Термостойкость исследуют путем нагрева образцов кольцевой формы до 500 С и охлаждения в воде. Уровень стойкости определяют по количеству трещин на 500 циклов теплосмен. Результаты испытаний и химические составы чугунов представлены в таблице.

Как видно из таблицы, изменение формы графита за счет модифицирования церием и уменьшение содержания фосфора и серы значительно улучшает исследуемые свойства. Так ростоустойчнвоств повышается на 30-40Х, жидкотекучесть на 20-30% и термостойкость на 20-25Х.

Чугун предлагаемого состава наиболее эффективно использовать для изготовления кокилей и пресс-форм машин литья под давлением.

12359711

° скм6 соссее, мес.X

Сммее Уроме с одер

". Ъ

IheaetaN Средммб 4 ° 13

0,19

420 1$

0,08 0,0019 20 0,06

490 9

$20 2

ЙрФ(Вез ее» еа Ва 4 О

540

32 0,03

0,025 . 0,001

0,04 0,02

Верммий, 4, 2 110

0 OOS 0,0060 0,025 О;001 33 0,06

0,4

Вес ммммего 3 9

440 14

460 12

Iheae мерммею 4 3

0>025 0 001 21 0,062

0,03

1 ° 1

Составитель Н.Шепитько

Техред B.K ap Корректор А.Ференц

Редактор Н.Бобкова

Заказ 3065/26

Тираж 56? Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4

0,5 0,005 O,ООП 0,025 0,001 ЗЭ 0,035

Средммй 4е 1 Оэ75 Оэ022 . Ов0135 Ов025 Ое001, 35 01035

Терностоб» местей мо» лмчэстьо тфеммм мосас SOO

jynglO3