Ковкий чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть применено при производстве отливок, работающих в условиях низких температур. Цель изобретения - повышение пластических свойств при отрицательн ь1х температурах . Новый чугун содержит, мас.%: С 2,2-2,9; Si 0,8-1,2; Мп 0,3- 0,6; V. 0,03-0,57,- А1 0,Q2-0,03; Ва :0,12-0,28; BN 0,02-0,05; Bi 0,001- .0,005 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Ва, BN и Bi обеспечивает повышение пластичности (при -40 и ) в 3,0-3,6 раза и удароустойчивостй при -40 и -60 С в 2,5-9,8 раза. 2 табл. € W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК цд 4 С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4194178/23-02 (22) 16. 02. 87 (46) 30.08.88. Бюл. Р 32 (.71) Производственное объединение

"Гомсельмаш" (72) M.È, Карпенко, Е.И. Иарукович, Т.И. Кныш и В.К. Савченко (53) 669.15-196(088.8) (56) Патент Франции Ф 1526120, кл. С 22 С 37/08, 1968.

Авторское свидетельство СССР

Ф 916576, кл. С 22 С 37/08, 1982.

„.SU,„, 1420059 А1 (54) КОВКИИ ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть применено при производстве отливок, работающих в условиях низких температур. Цель изобретения — повышение пластических свойств при отрицательных температурах. Новый чугун содержит, мас.Ж: С 2, 2-2, 9; Si 0,8-1,2; Ип 0,30,6; V 0,03-0,57; Al 0,02-0,03, Ва

0,12-0,28; BN 0,02-0,05, Bi 0,0010,005 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Ва, BN u Bi обеспечивает повышение пластичности (при -40 и =60 С) в 3,0-3,6 раза и удароустойчивости при -40 и -60 С в 2,5-9,8 раза. 2 табл.

1420059

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отлива, работающих в условиях низких температур и ди5 намических нагрузок.

Цель изобретения — повышение пластических свойств при отрицательных температурах.

Введение бария s количестве 0,120,28 мас.% повышает стабильность структуры (после графитизирующего ,отжига) в широком интервале низких температур и компактность (фактор ,формы) углерода отжига, уменьшает, содержание неметаллических включе ний и загрязненность границ зерен,,склонность к расслоению, увеличивает, сопротивляемость чугуна напряжениям

;и знакопеременным динамическим на-! грузкам, что обеспечивает повышение ударной вязкости и пластичности при, низких температурах. При концентра ции бария менее О, 12 мас.7. повьппения стабильности структуры и пластических 25 свойств чугуна при отрицательных температурах не достигается, а при повышении содержания его более 0,28 мас.7 отмечается усиление графитизирующего влияния бария на струк- туру металла, выделение графита в литом металле и снижение пластических свойств как при обычных, так. и при отрицательных температурах.

Висмут введен в качестве отбеливающего-компонента в количестве 0 001-35

О, 005 мас.%, измельчающего структуру литого и отожженного металла, увеличивающего стабильность механических свойств и способствующего повышению выносливости и ударно-усталостной, IIG прочности в условиях знакопеременных нагрузок и пластических свойств при отрицательных температурах. Нижняя концентрация висмута принята от содержания (0,001 мас.%), при котором

45 исключается образование в литом металле свободного графита, а верхний предел концентрации ограничен содержанием (0,005 мас.%), выше которого увеличивается загрязненность границ зерен и хрупкость белого чугуна, существенно удлиняется цикл графитизирующего отжига и снижаются пластичность и динамическая прочность.

Нитриды бора введены для повыше- 55 ния скорости графитизации в процессе отжига и стабильности структуры ковкого чугуна в отливках, измельчения структуры и повышения пластических свойств ковкого чугуна при отрйцательных температурах. Нижний предел концентрации нитридов бора принят от содержания (0,02 мас.7.), при котором отмечается заметное повышение отжигаемости и пластических свойств, и ограничен концентрацией (О, 05 мас.%), выше которой увеличивается содержание неметаллическнх включений по границам зерен, что сникает ударную вязкость и удароустойчивость при отрицательных температурах, Содержание углерода, марганца и кремния принято, исходя из опыта производства ковкого чугуна для отливок ответственного назначения, работающих в условиях отрицательных температур. Верхние концентрации углеро- да и кремния ограничены содержаниями, исключающими образование свободного графита в отливках и обеспечивающими повышенные пластические свойства при отрицательных температурах.

При увеличении концентрации марганца более 0,6 мас.% усиливается тормозящее влияние на графитизацию, увеличивается количество перлита и снижаются пластические свойства KoBKQTQ чугуна. При снижении их концентрации менее нижних пределов повышается загрязнен IocTb металла сернистыми и другими неметаллическими включейиями и снижаются стабильность структуры и механические свойства, а также . увеличивается склонность металла K хрупкому разрушению, Микролегирование ванадием в количестве 0,03-0,57 мас.7 повьппает хладостойкость, трещиностойкость.и механическую прочность, способствует повышению пластических свойств при отрицательных. температурах. При концентрации ванадия менее О, 03 мас.7 его влияние незначительное, а при концентрации более 0,57 мас.7. снижается отжигаемость, стабильность структуры и механических свойств, особенно при отрицательных температурах, Пример. Опытные плавки чугунов доэвтектического состава проводили дуплекс-процессом в вагранкадуговой электрической печи. В качестве шихтовых материалов использовали передельный коксовый чугун, стальной лом, феррованадий и ферромарганец. При выпуске чугуна из вагранки

Химический состав, мас.2

Чугун глерод Кремний Марганец Ванадий Аломиний Барий Нитриды исмут Железо бора

Известный

0,3 0,5 0,022

Остальное

0,9

2,5

Предлоненный

0,02 0,001

0 03 0 003

0,05 0,005

0,8

0,3 0,03

0,4 0,31

0,02 О, 12

0,022 О, 16

2,2

2 5

0,6 0,57

0,03

1,2

0,28

Таблица 2

Чугун Временное Относител сопротив- удлинение устойчивост в, при. ая арная вязко

МП к/м, при ление, МПа

-40 С

С -60

40 С -60

Известный

28-33 20-23

455

О 35 О 19 86

Предлоне нный

2 482

3 498

4 522

108 44-46 31-34

138 48-51 37-40

137 47-50 36»39

6 О 72 0 5 186

0,86 0,62

0,82 0,6

248

236 з

1 температура металла составляла 14001420 С. Перегрев расплава в дуговой электропечи 1480-1500 С.

Алюминий, барий и нитриды бора вводили в раздаточные литейные ковши о емкостью 2 т при 1430-1460 С, а висмут в раэливочные ковши, Заливку модифицированного чугуна для получения технологических проб: 16 мм образцов и отливок кронштейнов, ступиц и вилок, производили на напольном литейном конвейере. в сырые песчано-глини3 стые формы. Усвоение бария составило

82-85Х, нитридов бора 87-92Х и висмута 73-75Х.

Для получения ковкого чугуна отливки подвергают отжигу с проведением 1-й стадии графитиэации при

960-980 С и 2-й стадии — при 660-, 680 С в течение 3,5-4 ч.

В табл. 1 приведены химические со станы ковких чугунов, а в табл. 2— механические свойства.

Как видно из табл. 2, предложенный ковкий чугун обладает более вы420059 сокими показателями пластичности (в .3-3,6 раза) и удароустойчивости при отрицательных температурах (в

2,5-9,8 раза), Формула изобретения

1ð Ковкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, ванадий, алюминий и железо, отличающийся тем, что, с целью повьппения пластических свойств при отрицательных температурах, он дополнительно содержит барий, нитриды бора и висмут при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Углерод 2,2-2,9

Кремний 0,8-1, 2

Марганец 0,3-0,6

Ванадий 0,03-0,57

Алюминий О, 02-0, 03 .,Барий О, 12-0,28

Нитриды бора 0,02-0,05

25 Висмут 0,001-0,005

Железо Остальное

Таблица 1