Чугун

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к термостойким чугунам для изготовления кокилей изложниц и других металлических форм, работающих в условиях теплосмен. Целью изобретения является повышение трещиностойкости и теплостойкости . Чугун содержит, мас.%: углерод 3,3- 4,3; кремний 0,9-2,1; марганец 0,6-1,5; титан 0,03-0,4; фосфор 0,2-0,9; алюминий 0,05-0,7; кальций 0,03-0,1; медь 0,005- 0,04; редкоземельные металлы 0,02-0,08; сурьму 0,04-0,2; бор 0,05-0,3; нитриды циркония 0,02-0,08; железо остальное. Использование чугуна позволяет повысить надежность и долговечность работы изложниц и кокилей. 2 табл. с S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5у4 С 22 С 37 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4192144/23-02 (22) 11.02,87 (46.) 23.09.88. Бюл. № 35 (71) Бакинский опытно-механический литейный завод им. Воровского (72) Ч. В. Вели-Заде, М. И. Карпенко, Ш. Ш. Шихмиров, Е. И. Марукович и А.-М. Т. Бабаев (53) 669.15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 619537, кл. С 22 С 37/10, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 735652, кл. С 22 С 37/10, 1980.

„„SU„„1425244 А1 (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к термостойким чугунам для изготовления кокилей изложниц и других металлических форм, работающих в условиях теплосмен. Целью изобретения является повышение трещиностойкости и теплостойкости. Чугун содержит, мас.о : углерод 3,3—

4,3; кремний 0,9 — 2,1; марганец 0,6 — 1,5; титан 0,03 — 0,4; фосфор 0,2 — 0,9; алюминий

0,05 — 0,7; кальций 0,03 — 0,1; медь 0,005—

0,04; редкоземельные металлы 0,02 — 0,08; сурьму 0,04 — 0,2; бор 0,05 — 0,3; нитриды циркония 0,02 — 0,08; железо остальное. Использование чугуна позволяет повысить надежность и долговечность работы изложниц и кокилей. 2 табл.

1425244

10

Изобретение относится к металлургии, в частности к термостойким чугунам для изготовления кокилей, изложниц и других металлических форм, работающих, в условиях теплосмен.

Цель изобретения — повышение трещиностойкости и теплостойкости чугуна.

Предлагаемый чугун содержит углерод, кремний, марганец, титан, алюминий, кальций, медь, редкоземельные металлы, бор, сурьму, нитриды циркония и железо при следующем соотношении компонентов, мас оо:

Углерод 3,3 — 4,3

Кремний 0,9 — 2,1

Марганец 0,6 — 1,5

Титан 0,03 — 0,4

Фосфор 0,2-0,9

Алюминий 0,05 — 0,7

Кальций 0,03 — 0,1

Медь 0,005 — 0,04

Бор 0,05 — 0,3

Сурьма 0,04 — 0,2

Нитриды циркония 0,02 — 0,08

Редкоземельные металлы 0,02 — 0,12

Железо Остальное

Введение в чугун 0,05 — 0,3 мас. / бора, 0,04 — 0,2 мас.Я сурьмы и 0,02 — 0,08 мас.о нитридов циркония в совокупности обеспечивает снижение склонности чугуна к образованию трещин и повышение теплостойкости. Отсутствие одного из дополнительно введенных компонентов или содержание их в неоптимальных пределах не позволяет достичь снижения склонности чугуна к образованию трещин и повышения теплостойкости.

Дополнительное введение сурьмы в количестве 0,04 — 0,2 мас.Я микролегирует матрицу и очищает границы зерен от неметаллических включений, что повышает прочностные свойства и трещиностойкость чугуна. При концентрации сурьмы до

0,04 мас.о в отливках кокилей обнаруживаются трещины, снижается термическая стойкость, а при увеличении содержания сурьмы (более 0,2 мас.о) она полностью не растворяется в матрице, что снижает теплостойкость.

Бор в количестве 0,05 —.0,3 мас.о является поверхностно-активным элементом, улуч= шающим форму неметаллических включений, монол итность графита, упрочняет матрицу тугоплавкими боридами, повышая теплостойкость и прочность чугуна в отливках.

При концентрации бора до 0,05 мас.Я его влияние сказывается недостаточно, а при концентрации более 0,3 мас.Я снижаются трещиностойкость и пластические свойства.

Нитриды циркония в количестве 0,02—

0,08 мас.о вводятся как эффективные модифицирующие добавки, измельчающие структуру чугуна, повышающие треш,ино I 5.

55 стойкость и стойкость изложниц и кокилей. Пределы содержания нитридов циркония определяют экспериментально. При увеличении их содержания (более 0,08 мас.Я) снижаются термическая стойкость и пластические свойства.

Содержание основных (углерод 3,3—

4,3 мас.Я, кремний 0,9 — 2,1 мас.Я, марганец

0,6 — 1,5 мас. Я ) и легирующих компонентов (титан 0,03 — 0,4 мас.о, алюминий

0,05 — 0,7 мас. Я, медь 0,005 — 0,04 мас., РЗМ 0,02 — 0,12 мас.о) принято, исходя из опыта производства чугунов, работающих ь условиях теплосмен.

Пример. Чугун выплавляют в печи Петрашевского с использованием литейных чугунов, чугунного лома, стального лома и ферросплавов. Для рафинирования чугуна используют известняк и плавиковый шпат.

Ферроцерий, сурьму, азотированные комплексные лигатуры, буру вводят в раздаточные ковши при выпуске чугуна из печи.

Расчет необходимого количества модификаторов в комплексной присадке производят с учетом угара, Я: церий 24; кальций 16; сурьма 15 и нитриды циркония 10. Модифицирующая смесь, измельченная до фракции менее 15 мм, подогревается в изложницах газовой горелкой до 150 — 200 С и вводится в ковши, наполненные на 1/3 объема чугуном. После введения микродобавок ковш дополняется расплавом и направляется на разливку по литейным формам

Для предупреждения повышенного угара ми...родобавок и получения стабильных свойств в отливках разливку производят не позл нее 10 мин после введения модифици рующей смеси.

Химический состав чугуна опытных плавок приведен в табл. 1; в табл. 2 данные о механических свойствах, трещиностойкости и теплостойкости чугуна.

Трещиностойкость определяют на технологических пробах по суммарной длине трещин в угловом элементе. Для определения механических свойств образцы вытачивак из отливок с толщиной стенок 30 — 40 мм.

Эксплуатационную стойкость определяют п." количеству заливок, которую выдерживаю изложницы и кокили до появления сетки разгара. Содержание ингредиентов в чугунах определяют по стандартным методиками количественного анализа, а нитриды цирко ния — по методике дифференцированного химического анализа.

Как видно из табл. 2, предлагаемый чугун обладает более высокими показателями трещиностойкости и теплостойкост" чем известный и повышает эксплуатацион ную стойкость изложниц и кокилей.

3а счет повышения эксплуатационно! стойкости металлических форм повышаются надежность и долговечность работы из ложниц и кокилей.

1425244

Т аблица 1

Содержание компонентов, мас. Ж, в чугуне

Компоненты предлагаемом известном

1 (2 3

) 5 ) 6

4,5

2,9

4,3

3,7

4,1

3,3

Углерод

2,4

0,8

0,9

1,7

2,1

1,0

Кремний

1,7

0,5

1,5

0,9

0,6

0,7

Марганец

Титан

0,5

0,02

0,4

0,3

0,03

0,2

0,8

0,03

0,7

0,4

1,4

0,05

Алюминий

0,06

0,003

0,04

0,02

0,005

0,9

Медь

0,2

0,01

0,1

0,07

0,03

0,2

Кальций

0,06

0,9

0,35

0,2

1,2

Фосфор

Редкоземельные металлы

0 15

0,01

0,12

0,07

0,02

0,2

0,35

0,02

0,3

0,16

0,05

Бор

0,24

0 0l

0,2

0,04

0,12

Сурьма

Нитриды циркония

0,12

0,01

0,08

0,05

0,02

Остальное Остальное Остальное Остальное Остальное Остальное

Железо

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод кремний марганец, титан, фосфор, алюминий, кальций, медь, редкоземельные металлы и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения трещиностойкости и теплостойкости, он дополнительно содержит сурьму, бор и нитриды циркония при следующем соотношении компонентов, мас.Я:

Углерод 3,3 — 4,3

Кремний 0,9 — 2,1

Марганец

Титан

Фосфор

Алюминий

Кальций

Медь

Редкоземельные металлы

Сурьма

Нитриды циркония

Бор

Железо

0,6 — 1,5

0,03 — 0,4

0,2 — 0,9

0,05 — 0,7

0,03 — 0,1

0,005 — 0,04

0,02 — 0,12

0,04-0,2

0,02 — 0,08

0,05 — 0,3

Остальное

1425244

Таблица 2

Стойкость кокилей, заливок

ОтносительТермическая стойУдароустойчивость, 7

ОкалиностойПредел прочности при растяжении, 1"1Па

Чугун ная т.ре1циностойЖ кость, 700 С, циклов кость, г/м ч

1 1

20 С 500 С 700 С

Иввестн я

247 117 68 15,4 100

380

100

700

IIp едлаг аемый

780

138

3180

3670

826

142

954

148

3860

14,82 103

6,25 114

396

103

726

118

486

2112

Редактор Н. Гунько Тех ред И. Ве рес Корректор О. Кравцова

Заказ 474! /25 Тираж 595 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

362 298 270

386 319 288

398 327 299

255 130 78

317 267 165

3,52 124

2,24 138

1,45 135