Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении изложниц и прессформ. Цель изобретения - повьпиение длительной прочности при теютературах 500-900 С и., эксплуатационной стойкости в условиях теплосмеп. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 2,5-3,6; кремний 1,6-2,2; марганец 0,2-1,0; алюминий 0,01-0,4; титан 0,08-0,20; кальций 0,03-0,06; редкоземельные элементы 0,02-0,06; магний 0,02-0,05; азот 0,06-0,12; молибден 0,08-0,.65; ванадий 0,002- 0,016; стронций 0,002-0,007; фосфор . 0,07-0,7; медь 0,12-2,3; железо остальное . Дополнительный ввод Р и Си обеспечивает повышение длительной прочности с 146,1 МПа до 238,6 Ш1а при и с 90 МПа до 168,7 Ша при 900°С, термостойкости с 685 до 3480 циклов, эксплуатационной стойкости с 62 до 139 заливок. 2 табл. § л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 22 С 37 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPblTHA

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3851829/22-02 (22) 08.02.85 (46) 23.01.87. Бюл. Ф 3 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (?2) Б.К.Святкин; M.H.1(àðïåíêî, 10 Г.Серебряков, С,А.Мелтонян и А.П.Иельников (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1043179, кл. С 22 С 37/10, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Р 952987, кл. С 22 С 37/10, 1982. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится .к металлургии и может быть использовано при изготовлении изложниц и прессформ. Цель изобретения — повышение длительной прочности при температурах 500-900ьС и..эксплуатационной стойкости в условиях теплосмен.

Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 2,5-3,6; кремний 1,6-2,2; марганец 0,2-1,0; алюминий 0,01-0,4; титан 0,08-0,20; кальций 0,03-0,06; редкоземельные элементы 0,02-0>06; магний 0,02-0,05; азот 0,06-0,12; молибден 0,08-0,.65; ванадий 0,0020,016; стронций 0,002-0,007; фосфор

0,07-0,7; медь 0,12-2,3; железо остальное. Дополнительный ввод Р и Си обеспечивает повышение длительной прочности с 146,1 ИПа до 238,6 ИПа ь при 500 С и с 90 ИПа до 168,7 КПа о при 900 С, термостойкости с 685 до

3480 циклов, эксплуатационной стойкости с 62 до 139 залнвок. 2 табл.

1285046 более 0,016 мас. увеличивает отбел, снижает динамическую прочность и эксплуатационную стойкость в условиях теллосмен, поэтому его содержание ограничено оптимальной концентрацией, существенно не снижающей термическую о стойкость при нагреве до 900 С, 0,002-0,016 мас.%.

Содержание кремния составляет

10 1 6-2,2 мас. .. Оно определено экспериментально и обеспечивает наиболее высокие значения эксплуатационной стойкости изложниц и пресс-форм.

При увеличении содержания кремния более 2,2 мас,7. снижается однородность структуры, динамическая прочность и эксплуатационная стойкость в условиях тенлосмен.

Стронций вводится как эффективная модифицирующая добавка, повышающая а- при концентраций 0,002-0,007 мас.7. однородность структуры и компактность графита, пластические свойства и экс25 плуатационную стойкость в условиях теплосмен.

Опытные плавки чугунов проведены дуплекс-процессами с использованием литейных и предельных чугунов, стального лома, чугунного лома, ферромолиби дена NoI, феррованадия ФВд-1Н, элек30

7. тропечного ферросилиция с содержанием

6,37. стронция, металлической сурьмы

CyI, силикомарганца СМ-17, кл. Б, феррофосфора и других ферросплавов.

Процессы микролегирования и доводки химических составов чугунов проводились в индукционных миксеС рах, а процессы модифицирования редкоземельными металлами на основе церия и магнийсодержащими лигирами в о литейных ковшам при 1410-1430 С.

Заливку чугуна в литейные формы о производят при 1350-1380 С.

Химические составы известного и предлагаемого чугуна приведены в табл.1. Свойства чугуна известного и предлагаемого составов приведены в табл.2, 1

Изобретение относится к металлургии. в частности к изысканию серых чугунов с повышенной термической стойкостью и длительной прочностью, о, при температурах 500-900 Сдля работы в условиях теплосмен, например изложниц, кокилей и пресс-форма.

Цель изобретения — повышение длительной прочности при температуо рах 500-900 С и эксплуатационной с-.ойкости в условиях теплосмен.

Выбор граничных пределов компонентов, входящих в состав чугуна обусловлен следующим образом.

Дополнительное введение фосфора в количестве 0,07-0,7 мас.% повыи ает количество перлита и образует в структуре фосфиды, упрочняет и стабилизирует металлическую основу в широком интервале температур,(до

900 С), что привоцит к повышению ст бильности механических свойств, уве личению длительной прочности при о, температурах 500-900 С, к термической стойкости и эксплуатационной стойкости в условиях теплосмен. При концентрации фосфора до 0;07 мас. упрочнение матрицы и повышение эксплуатационной стойкости чугуна в ус ловиях теплосмен недостаточны, а пр концентрации фосфора более 0,7 мас. по границам зерен образуются изолированные включения фосфидов, обусловливая хрупкость металла, что при водит к снижению динамической прочности, эксплуатационной стойкости

B условиях теплосмен и дпительной о прочности при температурах 500-900 фосфор эффективнее хрома, который вызывает большой отбел .

Медь в количестве 0,12-2,3 мас.l является эффективной легирующей добавкой, способствующей сфероидизации и измельчению перлита и об разованию в отливках чисто перлитно структуры металлической основы с по вынен ыми характеристиками длительной прочности при температурах. 500900 С и термической стойкости. Упроч няющее воздействие начинает сказывать-50 ся с концентрации 0,12 мас.%, а при содержании меди более 2,3 мас. ухудшается форма графита и снижаются ударная вязкость и длительность прочность о при температурах 500-900 С.

Ванадий способствует повышению длительной прочности при температурах 500-900 С, но при концентрации о

Как следует из данных, приведенных в табл. 1 и 2, дополнительное введение фосфора и меди и оптимизация состава предлагаемого чугуна по содержанию графитизирующих (кремний, стронций, кальций, титан и медь) и отбеливающих (ванадия, марганец, фосфор, молибден и др.) обеспечивает по сравнению с известным повышение стабильности и дисперсности струк1285046

2,5-3 6

1,6-2,2

0,.2-1,0

0,0)-0,4

0,08-0,20

0,03-0,06

3,1

3,9

Углерод

2,5

2,5

2,0, Кремний

Иарганец

2,5

О,?

1,6 2,0

02 -. 08

2,2

1,0

2,6

1,2

1,5

0,1

Никель

Молибден

0,3

0,08

0,3

0,65

0,03

0,85

0,4

0, О 1.6

0,2

0,1

Алюминий

Ванадий

0,0!

0,002

0,12

0,003

0,005

0,001

0,8

0,05

0,03

0,05

0;02

0,02

Сурьма

0,03

0,03

0,05

0,05

0,01

0,0!

0,07

0,07

Магний

0,01 0,08

0 005

РЗМ

0,02

0,04

0,06

Хром

Азот

0,03

0,06

0,09.

0,12

0,03

0,03

0,20

0,08

Титан

0,15

0,28

0,20

0,02

0,28

Кальций

0,06

0,03

0,04

0,06

0,01

0,08

О,!2 0,86

Медь. 2,3

0,10

2,5

Фосфор

0,0?

0,002

0,4

0,7

0,01

0,9

0,007 0,001

Стронций

0 05

0,003

0,02

Осталь- Осталь- ОстальЖелезо

ОстальОсталь- Остальное пое ное ное ное ное туры, термической с гойкости и динамической прочности.

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, крем-.;. ний, марганец, алюминий, титан, кальций, редкоземельные элементы, магний, сурьму, азот, молибден, ванадий, стронций и железо, о т л и ч а ю — 10 шийся тем, что, с целью повышения длительной. прочности при температурах 500-900 С и эксплуатационной стойкости в условиях теплосмен, он дополнительно содержит фосфор и медь f5 при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Углерод

Кремний

Иаргапец

Алюминий

Титан

Кальций

Редкоземельные элементы

Иагний

Сурьма

Азот

Молибден

Ванадий

Стронций

Фосфор

Медь

21(елез о

0,02-0,06

0,02-0,05

0,02-0,05

0,06-0,12

0,08-0,65

0,002-0,0!6

0,002-0,007

0,07-0,7

0 12-2,3

Остальное

Таблица 1

1285046

Т а б л н ц а 2

3»

Свойства чугуна

Состав

Предлагаемый звестный

238,6 146,8 215,1

146,1

500

90,1 132,4

168,7

90,1

900

0,03

1626

3489 688

2421 3216

685

98

139

62 изложниц

310

232

396!

95 пресс-форм

Редактор Н.Бобкова

Заказ 7604/29 Тираж 604 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Длительная прочность, о

ИПа, при, С

Динамическая прочность, МДж/м, при

900 С

Термическая стойкость при нагреве до

900 С, цикл

Эксплуатационная стойкость, заливок .

222,6 231,4

149,2 162,6

0,064 0,080 0,082 0,03 0,05

106 128

324 378

Составитель Н. Косторной

Техред Н.Глущенко Корректор И.Муска