Высокопрочный чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок, работающих в условиях повышенных температур при знакопеременных нагрузках. Цель изобретения - повышение термостойкости, твердости и предела прочности при температурах 20-400 С. Новый чугун содержит компоненты в сгедукщем соотношении , мас.%: углерод 2,8-3,8; кремний 3-3,5; марганец 0,005-0,04; молибден 0,1-0,4; магний 0,03-0,08; ванадий 0,3-1,2; церий 0,005-0,02;- железо - остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна ванадия и церия повышает в 1,15-1,3 раза термостойкость , в 1,1-1,2 раза прочность и в 1,2-1,4 раза твердость при TeMnepaTv- ре 400°С. 1 табл. с (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) <58 4 C 22 С 37/00 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3874859/22-02 (22) 02.04.85 (46) 15.03.87. Бюл. № 10 (71) Белорусский политехнический институт (72) Е.И. Шитов, Л.Л. Счисленок, А.Г. Слуцкий, Г.Ф. Сагальчик и В.И. Асмоловский (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1035084, кл. С 22 С 37/00, 1982.

Заявка Японии ¹ 55-3422, кл. С 22 С 37/04, 1973. (54) ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок, работающих в условиях повышенных температур при знакопеременных нагрузках. Цель изобретения — повышение термостойкости, твердости и предела прочности при температурах 20-400 С. Новый чугун содержит компоненты в сгедунлцем соотношении, мас.Ж: углерод 2,8-3,8; кремний 3-3,5; марганец 0,005-0,04; молибден О, 1-0,4; магний 0,03-0,08; ванадий 0,3-1,2; церий 0,005-0,02; железо — остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна ванадия и церия повышает в 1,15-1,3 раза термостойкость, в 1,1-1,2 раза прочность и в

1,2-1,4 раза твердость при температ - р ре 400 С. 1 табл.

ЪМ

1296622 .

Изобретение относится к металлургии, в частности, к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях повышенных температур, Цель изобретения — повышение тер- 5 мостойкости, твердости и предела прочности при температурах 20-400 С.

Сущность изобретения заключается в дополнительном вводе в состав чугуна церия и ванадия. В структуре предложенного чугуна образуются комплексные карбиды ванадия и молибдена.

Церий способствует измельчению указанных карбидов и равномерному их распределению в структуре чугуна.

Структурные изменения чугуна приводят к повышению термостойкости, прочности и твердости чугуна.

Для изучения структуры и свойств предлагаемого материала были выплавлены чугуны, содержащие основные компоненты на разных уровнях, а также известный сплав со средним уровнем содержания ингредиентов. Термостойкость оценивали по количеству образовавшихся трещин на образцах, 4 подвергавшихся периодическому нагре- о ву в свинцовой ванне до 530 С выдержки в течение 3 с и охлаждении в проточной воде. Испытания на механические свойства (5 и НВ) проводили при 20 и 400 С.

Исследованиям подвергали известный сплав со средним уровнем содержания ингредиентов и предлагаемый с различным содержанием компонентов.

Химические составы чугунов и результаты испытаний представлены в таблице 1.

Как видно из таблицы, чугун пред40 лагаемого состава за счет дополнитель. ного введения магния, ванадия н молибдена существенно отличается повышенными эксплуатационными и механическими свойствамл .

Структура сплава состоит из 7085Х перлита, феррита и графита шаровидной формы.

Технология плавки чугуна состоит из расплавления в индукционной печи емкостью 60 кг с кислой фут еровкой металлизованных окатышей, процесса науглероживания, введения ферросплавов кремния (757. Б1), ванадия (45Х

V), молибдена (657. Мо), ввода на желоб плавильной печи в струю металла н ферроцерия и перед заливкой модифицирования металла в ковше.

Пределы содержания компонентов установлены исходя из получения наиболее благоприятного сочетания структуры и свойств чугуна.

Содержание углерода и кремния выбирается из условия получения суммы

С+

Марганец при содержании более

0 04Х приводит к увеличению размеров цементитной фазы эвтектоида и в целом к его огрублению, что отрицательно сказывается на механических свойствах чугуна.

Минимальное содержание ванадия (О,ЗХ) и молибдена (О, 17) существенно повышает механические свойства сплава при минимальной степени легирования металлической основы. При содержании молибдена в составе чугуна карбиды ванадия выпадают высокодисперсной фазой и кристаллизуются в. виде кубической формы. Молибден уменьшает растворимость ванадия в цементите, что способствует более интенсивному образованию карбидов ванадия.

Увеличение ванадия более 1,2Х и молибдена более 0,47 не ведет к дальнейшему повышению свойств и экономически нецелесообразно.

Церий в максимальных количествах (0,027) вводится в чугун с содержанием серы до 0 04Х в целях предваритель ного обессеривания, дегазации, рафинирования расплава и в минимальных количествах (при S=0 0037) для измельчения первичной структуры чугуна, Содержание марганца выбрано экспериментально и гарантирует при соблюдении описанных условий получение графита шароВидной формы.

Повышение магния более 0,087 приводит к появлению метастабильной фазы.

5 1296622 6 и э о б р е т е н и я дующем соотношении компонентов мас.7:

Углерод

Кремний

Марганец

Молибден

Магний

Ванадий

Церий

Железо

Формула

Высокопрочный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, молибден, магний и железо, о т л и ч а ю Ш и й- 5 с я тем, что, с целью повышения термостойкости, твердости и предела прочности при температурах

20 — 400 С, он дополнительно соо держит ванадий и церий при сле- 10

Составитель Н. Косторной

Техред М.Ходанич Корректор И. Муска

Редактор Н. Волошук

Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 722/3 1

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